鎂合金醫(yī)療植入物的表面處理方法-化學改性

化學改性是指通過化學或電化學反應合成的鎂合金表面的新相。該方法去除了具有較少被動性質(zhì)的天然氧化層，例如不能有效地防止腐蝕，但由于鎂基體的高反應性，很容易形成?；瘜W改性通常包括酸蝕、堿性熱處理、氟化物處理、陽極氧化和微弧氧化（MAO）。

酸蝕是一種常用的預處理方法，用于去除制造過程中產(chǎn)生的粗氧化皮，并用更致密的鈍化層代替天然氧化層。Turhan等人報道了用2.5%硫酸溶液進行酸蝕，可以顯著提高AZ91D合金的抗降解性能。此外，堿性熱處理是一種簡單、經(jīng)濟的方法，在基體表面形成一層鎂（OH）2阻擋層，減緩了鎂合金的腐蝕速度。據(jù)報道，通過NaOH處理，鎂的腐蝕速率降低，其中1 m的NaOH濃度通過形成保護層導致最慢的腐蝕速率。鎂合金經(jīng)氟化物處理后，用一層更薄、更均勻、極化電阻更高的MgF2層取代原有的氧化膜。mgf2層的優(yōu)點包括當氟離子釋放到宿主有機體中時具有高密度、低水溶性和無毒性。威特發(fā)現(xiàn)，在不顯著提高鄰近骨中氟化物濃度的情況下，MgF2涂層可減緩Lae442合金的體內(nèi)腐蝕。此外，氟化物能刺激成骨細胞增殖，增加松質(zhì)骨中新的礦物質(zhì)沉積，并在骨中結(jié)合后降低骨組織的溶解性[88]。一項對狗的實驗研究發(fā)現(xiàn)，氟化物修飾的植入物表面在植入物安裝后愈合的早期促進骨整合。

陽極氧化是一種在金屬表面生成厚而穩(wěn)定的氧化膜的電化學過程。Lei等人通過恒流陽極氧化在AZ31B鎂合金上制備了氧化鎂薄膜。該膜能有效延緩AZ31B鎂合金的降解，對成骨細胞增殖和新骨形成無不良影響。MAO是一種高壓等離子體輔助陽極氧化工藝，廣泛應用于可生物降解鎂合金的表面改性。MAO涂層非常堅硬，具有良好的耐磨性、中等的耐腐蝕性、較好的熱穩(wěn)定性和介電性能。Lin等人在ZK60鎂合金表面制備了鎂橄欖石涂層，減緩了鎂合金的降解，提高了鎂橄欖石的生物性能。研究發(fā)現(xiàn)，隨著制備電壓的增加，MAO涂層的耐腐蝕性增加。與裸ZK60鎂合金相比，MAO涂層的ZK60溶血率顯著降低，對L929細胞無細胞毒性。圖3給出了不同電壓下產(chǎn)生MAO涂層的ZK60合金的表面形貌。