生物醫(yī)用金屬鎂表面酒石酸涂層的構建及其腐蝕降解性能和生物相容性的研究.pdf

1、新型可降解生物材料在生物醫(yī)用領域內(nèi)因其獨特的可降解性而吸引了大量的關注，可降解植入物能夠在人體內(nèi)以可控制的速度逐漸降解，并在服役周期結束后徹底降解消失，避免了二次手術取出。金屬鎂作為一種新型的可降解材料在生物醫(yī)用材料領域內(nèi)被廣泛研究，但仍存在腐蝕降解過快等根本性問題尚未解決，人體內(nèi)鎂植入物的過快降解會使得植入物周圍局部pH升高，且產(chǎn)生大量的氫氣氣泡;同時，鎂的加速降解也將會使其植入物的機械完整性在短時間內(nèi)遭到破壞，導致植入器件過早的喪失

2、功能，以上種種因素皆限制了金屬鎂作為人體植入材料在生物醫(yī)學領域內(nèi)的應用。
　　本課題選用酒石酸有機小分子對金屬鎂進行表面改性。一方面，酒石酸分子通過吸附在鎂基底表面從而減少活性位點的暴露，另一方面，能夠通過化學接枝的方式錨定在純鎂表面，并在后續(xù)成膜過程中捕獲鎂基底所釋放出的鎂離子，通過酒石酸分子和二價鎂離子的螯合作用進一步接枝，從而構建出均勻的、具有一定厚度的保護性涂層，從而有效減緩鎂及其合金的腐蝕速率，而酒石酸分子優(yōu)異的生物相容

3、性也進一步滿足鎂作為生物材料應用的需要。因此，利用酒石酸對金屬鎂進行表面改性既可以解決鎂基可降解材料的腐蝕控制問題，又能夠兼顧材料在生物相容性方面的要求。
　　通過SEM、FT-IR、XPS等表征方法分析了改性涂層的材料學特征，可以發(fā)現(xiàn)TA分子首先與堿活化鎂表面的羥基以化學接枝的方式固定，隨后TA分子上羧基與鎂離子通過螯合的方式使得涂層進一步沉積，最終在鎂表面構建出約1.25μm厚的有機-金屬涂層（下文中或稱改性涂層）。電化學測試

4、結果顯示改性后的樣品Mg-OH@TA具有較低的自腐蝕電流密度，這表明涂層能夠從動力學方面阻礙電解液中陰離子侵入基底，從而很好的控制鎂的腐蝕降解速率，尤其是Mg-OH@15TA，其Rct值遠大于未改性的Mg-OH和Mg，從相位角的位置也可以發(fā)現(xiàn)Mg-OH@15TA角度最負，可以綜合判斷出Mg-OH@15TA的界面電荷轉移較小、其表面的缺陷和局部腐蝕較少，即改性后材料的抗腐蝕能力得到大幅的提升。通過長時間的模擬體內(nèi)浸泡實驗結果表明涂層改性后