醫(yī)用鎂合金表面介孔45S5生物活性玻璃-植酸轉化膜復合涂層的制備及性能研究.pdf

1、醫(yī)用鎂合金具有良好的力學性能、生物相容性和生物降解性，作為一種新型的可降解植入材料，目前已經(jīng)受到研究者的廣泛關注。然而鎂及鎂合金的耐蝕性較差，在含有腐蝕性Cl-的人體環(huán)境中可發(fā)生快速降解，使其臨床應用受到限制。因此，研發(fā)具有可控降解能力的醫(yī)用鎂合金材料具有重大的意義。
　　本文在對介孔45S5生物玻璃的研究基礎上，利用化學轉化法在鎂合金表面制備了植酸化學轉化膜，然后采用溶膠-凝膠法結合浸漬提拉技術，在鎂合金上獲得了介孔45S5生物

2、玻璃/植酸化學轉化膜復合涂層。優(yōu)化了鎂合金表面植酸化學轉化膜制備工藝，討論了熱處理溫度對植酸轉化膜形貌、組分及耐蝕性的影響，并利用電化學測試和體外浸泡實驗研究了復合涂層包覆鎂合金的降解性能。實驗結果表明，植酸溶液濃度為0.7 wt％，水浴溫度為40℃，水浴時間為40 min時可在鎂合金表面獲得耐蝕性較好的植酸化學轉化膜。植酸溶液pH=4.5時制備的轉化膜厚度約4.8μm，與鎂基體的結合強度為20.4±3.1 MPa，表面疏松多孔，分散著

3、大量的網(wǎng)狀裂紋，裂紋寬度約為7.5~8.4μm。熱處理溫度對該植酸轉化膜有很大的影響，隨著熱處理溫度的升高（150℃、300℃、400℃），轉化膜表面的裂紋逐漸自愈合，轉化膜包覆鎂合金的耐蝕性也逐漸提高。當熱處理溫度達到300℃時，轉化膜的主要成分由無定型的植酸鎂絡合物氧化分解為晶相Mg2P2O7，400℃熱處理后的植酸轉化膜厚度約為1.0μm，與鎂基體的結合強度為37.9±1.5 MPa，耐蝕性最好：腐蝕電位-1.37 V，腐蝕電流密

4、度1.46×10-5 A/cm2，阻抗1249Ω·cm2。植酸溶液的pH=7.5時制備的轉化膜厚度約1.1μm，表面結構完整均勻，無開裂。采用此轉化膜作中間層，在AZ31鎂合金表面制備出了厚度約2μm，表面完整、致密的介孔45S5生物玻璃/植酸化學轉化膜復合涂層。兩涂層之間、涂層與基體間界面結合均良好。相較于鎂合金裸片，復合涂層包覆的鎂合金試樣腐蝕電位提高了1.49 V，腐蝕電流密度降低了兩個數(shù)量級，交流阻抗值增加了12倍。顯著提高了鎂