醫(yī)用AZ91D鎂合金表面改性研究.pdf

1、金屬材料是修復(fù)或替代病變骨組織的重要生物材料。與目前臨床上使用的鈦合金和不銹鋼等金屬生物材料相比，鎂合金具有與人體骨相近的彈性模量和屈服強度，從而減少應(yīng)力遮擋效應(yīng)發(fā)生的可能性。鎂是人體新產(chǎn)代謝所必需的元素，鎂及鎂合金具備良好的機械性能和生物相容性等特點，因此，鎂是一種理想的、潛在的金屬基生物材料。在20世紀(jì)初時，鎂被作為人體材料用于研究和應(yīng)用，然而，由于鎂活潑的化學(xué)性質(zhì)，鎂合金在生理環(huán)境中腐蝕速率較快，產(chǎn)生大量的氣泡使人體皮下組織出現(xiàn)氣

2、泡，從而使其作為生物材料的應(yīng)用研究被擱置。隨著多種科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鎂合金作為生物材料的應(yīng)用研究再次引起了廣泛關(guān)注，因此，對鎂合金表面改性的研究有重要意義。
　　 本文綜述了近年來鎂合金作為生物材料應(yīng)用研究的成效及表面改性技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，利用醫(yī)藥工業(yè)上已廣泛應(yīng)用的硬脂酸鈉為原料，通過陽極電沉積技術(shù)于鎂合金基體上成功制備硬脂酸鎂膜層，該膜層是由鎂合金基體在陽極電位作用下釋放出的Mg2+和電解液中的硬脂酸根結(jié)合沉積于基體上而形成的。

3、通過電化學(xué)實驗研究此改性膜層對于基體的保護性，并通過生物礦化浸泡實驗研究膜層對于基體在模擬生理環(huán)境中的腐蝕行為及生理行為的影響，通過電化學(xué)實驗表明，覆膜層樣品的腐蝕速率明顯的小于裸基體鎂合金的腐蝕速率，而且硬脂酸鎂改性膜層不僅可以提高基體的耐腐蝕能力而且通過傅里葉紅外光譜證明該膜層可以誘導(dǎo)磷灰石的形成從而提高基體鎂合金的生物活性。
　　 以成本低廉、工藝簡單易操作且改性效果良好為出發(fā)點，通過結(jié)合陰極電沉積技術(shù)和溶液法，首次在鎂合

4、金基體上成功制備由羥基磷灰石和硬脂酸組成的復(fù)合膜層，通過X射線粉末衍射和傅里葉紅外光譜對復(fù)合膜層進行表征分析，表明復(fù)合膜層是通過羥基磷灰石中的ca2+和硬脂酸中的官能團COOH間的靜電吸附作用而組成的，硬脂酸對羥基磷灰石的改性處理并不會改變其生理活性;通過電化學(xué)阻抗測試表明復(fù)合膜層樣品的阻抗低頻處膜值比裸基體鎂合金的高了2個數(shù)量級，該改性膜層可以提高鎂合金基體耐腐蝕能力并對其提供有效的保護。
　　 在確保改性膜層對鎂合金基體耐腐

5、蝕能力和生物相容性提高的基礎(chǔ)上，以制備工藝成熟且相對簡單及進一步降低成本為前提，通過水熱法首次將四環(huán)素摻雜入磷酸鈣膜層并在鎂合金基體表面成功制備。利用電化學(xué)實驗技術(shù)篩選反應(yīng)物濃度和四環(huán)素添加量，以優(yōu)化出制備性能優(yōu)越的改性膜層的最佳實驗條件。通過傅里葉紅外光譜和掃描電子顯微鏡表征改性膜層的組成和微觀結(jié)構(gòu);通過電化學(xué)實驗和生理礦化浸泡實驗研究改性膜層對于基體腐蝕行為和生理行為的效應(yīng)，動電位極化測試表明覆四環(huán)素添加的磷酸鈣膜層樣品的腐蝕電流密