生物鎂合金表面鋅修飾鈣磷鹽涂層的制備及性能研究.pdf

1、鎂及其合金因具有與自然骨相匹配的力學(xué)性能、良好的生物相容性和可降解性，被認(rèn)為是具有發(fā)展?jié)摿Φ囊活惪山到夤侵踩氩牧?。但鎂的化學(xué)性質(zhì)過(guò)于活潑，往往在骨愈合前就發(fā)生失效。因此，需要對(duì)鎂合金進(jìn)行表面改性，以使其降解速度與骨的愈合速度相匹配。
　　本文采用脈沖電沉積的方法在 Mg-Zn-Ca合金表面制備可降解的鋅修飾的鈣磷鹽涂層以提高其耐腐蝕性。利用掃描電子顯微鏡及能譜儀（SEM&EDS）、X射線衍射儀（XRD）、傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜儀（FT

2、-IR）、透射電子顯微鏡（TEM）、X射線光電子譜儀（XPS）等表征分析涂層的形成過(guò)程、微觀結(jié)構(gòu)及組成，并提出了涂層的沉積模型。以普通鈣磷鹽涂層和Mg-Zn-Ca合金為對(duì)照，研究了鋅修飾的鈣磷鹽涂層在模擬體液（SBF）中的電化學(xué)腐蝕性能。研究了涂層在模擬體液浸泡過(guò)程中的降解過(guò)程，并建立了降解模型。此外，還通過(guò)體外抗菌性和細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)，考察了鋅元素的引入對(duì)鈣磷鹽涂層的抗菌性和細(xì)胞毒性的影響。該研究為開(kāi)發(fā)可控降解鎂基生物材料提供科學(xué)依據(jù)。<

3、br>　　1．首次利用脈沖電沉積工藝在鎂合金表面直接制備致密均勻的非化學(xué)計(jì)量比鋅修飾鈣磷鹽涂層。最優(yōu)的制備工藝為采用含鋅5％的電解液制備50min，涂層晶體排列緊密，XRD結(jié)果顯示其主要成分為 CaZn2(PO4)2?2H2O。涂層表面Zn/Ca摩爾原子比2:1，Zn+Ca/P摩爾原子比1.27，涂層厚度在8.38μm左右，結(jié)合強(qiáng)度為8.78MPa，并且具有較好的潤(rùn)濕性。
　　2．本文探討了鋅修飾鈣磷鹽涂層在鎂合金表面的沉積過(guò)程。

4、鋅元素的引入使得鈣磷鹽涂層的沉積模式發(fā)生了巨大的改變，由“形核→鋪滿→長(zhǎng)大”轉(zhuǎn)變?yōu)椤靶魏恕鷶U(kuò)展及長(zhǎng)大→鋪滿→破壞”。
　　3．鋅修飾鈣磷鹽涂層的電化學(xué)腐蝕性能測(cè)試顯示，鋅修飾鈣磷鹽涂層的腐蝕電位相較于基體提升了60mV，腐蝕電流密度下降了兩個(gè)數(shù)量級(jí)；相較于普通鈣磷鹽涂層，鋅修飾鈣磷鹽涂層的腐蝕電位也提升了20mV，腐蝕電流密度下降了一個(gè)數(shù)量級(jí)。SBF浸泡實(shí)驗(yàn)顯示，鋅修飾鈣磷鹽涂層是可降解的。
　　4．對(duì)鋅修飾鈣磷鹽涂層的抗菌