介孔生物玻璃涂層包覆鎂合金的制備及降解性能研究.pdf

1、鎂及鎂合金作為一種新型可降解植入材料,具有良好的生物相容性、力學(xué)相容性和可降解性能以及骨誘導(dǎo)能力,近年已受到研究者廣泛的關(guān)注。但是由于鎂及鎂合金耐蝕性較差,在富含 Cl-離子的人體生理環(huán)境中具有高的腐蝕速率,容易造成局部堿化,氫氣釋放和局部鎂離子濃度過(guò)高等問(wèn)題,從而限制了其應(yīng)用。因此,研發(fā)可控降解的鎂及鎂合金材料,使其降解速度與骨愈合速度相匹配,具有重要的意義。而利用合適的涂層材料對(duì)鎂及鎂合金進(jìn)行表面改性是提高其耐蝕性能的一種有效方法。

2、
　　本文以AZ31鎂合金為基體材料,嵌段共聚物F127為模板劑,采用模板輔助的溶膠–凝膠法和浸漬提拉技術(shù)在其表面制備介孔45S5生物玻璃陶瓷涂層及介孔58S生物玻璃涂層。研究了工藝條件對(duì)涂層表面形貌的影響,優(yōu)化了制備工藝,并通過(guò)電化學(xué)測(cè)試和體外模擬體液浸泡實(shí)驗(yàn)研究了材料的耐蝕性能和生物活性,探討了涂層包覆鎂合金材料的腐蝕機(jī)理。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)TEOS/F127/C2H5OH的摩爾比為1/0.018/80,熱處理溫度為

3、400℃時(shí),可在鎂合金表面制備均勻、完整和無(wú)微裂紋的介孔45S5生物玻璃陶瓷涂層,涂層厚度約為1.1μm,主要由無(wú)定形相和少量的六方Na2Ca2Si3O9相組成,且涂層與基體具有較好的結(jié)合性能。介孔45S5生物玻璃陶瓷涂層包覆鎂合金的自腐蝕電位和點(diǎn)蝕電位比鎂合金基體分別提高了140mV和320mV,自腐蝕電流密度降低了2個(gè)數(shù)量級(jí),電荷轉(zhuǎn)移電阻提高了1850Ω·cm2,提高了鎂合金的耐蝕性能。涂層在浸泡過(guò)程中延緩了鎂合金基體的降解,對(duì)基體

4、起到了良好的保護(hù)作用,在浸泡初期,涂層表面有大量的羥基磷灰石生成,改善了基體的生物活性。
　　當(dāng)熱處理溫度為450℃時(shí),可在鎂合金表面制備厚度為1.2μm、均勻完整、無(wú)微裂紋、比表面積高且與基體結(jié)合好的介孔58S生物玻璃涂層。該涂層提高了鎂合金基體的自腐蝕電位和電荷轉(zhuǎn)移電阻,降低了基體的自腐蝕電流密度。體外SBF浸泡實(shí)驗(yàn)表明涂層能夠降低鎂合金基體的降解速率和誘導(dǎo)磷灰石的快速沉積,提高基體的耐蝕性能和生物活性。此外,介孔58S生物玻