鎂合金醫(yī)療植入物的表面處理-物理改性

與化學(xué)方法不同的是，物理改性過(guò)程中，表面與基體之間沒(méi)有形成化學(xué)鍵。改性的目的是提供物理屏障，以提高鎂基板的耐腐蝕性。物理改性可以通過(guò)引入磷灰石涂層、聚合物涂層、激光表面處理或冷噴涂涂層來(lái)進(jìn)行。

磷灰石是天然骨的主要無(wú)機(jī)成分。具有良好的生物活性，能顯著促進(jìn)骨折愈合。此外，磷灰石具有較低的溶解性和較高的熱穩(wěn)定性，可以提高鎂合金醫(yī)療植入物作為保護(hù)層的抗降解性能。

羥基磷灰石（ha）是磷灰石家族的重要成員之一，其化學(xué)成分與骨礦物最接近，廣泛應(yīng)用于鎂合金的骨修復(fù)。Wang等人在含有羥基磷灰石的ZK60鎂合金上制備了羥基磷灰石涂層，發(fā)現(xiàn)該涂層能防止合金的降解，提高L929細(xì)胞的細(xì)胞相容性，使ZK60合金更適合骨科應(yīng)用。此外，與未涂層鎂合金相比，涂層鎂合金的抗壓強(qiáng)度沒(méi)有明顯下降。

聚合物涂層也有希望用于骨科應(yīng)用的鎂合金改性。Gray Munro等人探討了聚合物涂層對(duì)半結(jié)晶可生物降解聚合物聚乳酸（PLA）在SBF中對(duì)AZ31鎂合金腐蝕速率的影響，發(fā)現(xiàn)該涂層可防止腐蝕，特別是在植入早期。

利用高能激光束進(jìn)行的激光表面處理也被用于調(diào)節(jié)鎂合金的生物降解，并被發(fā)現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致二次相溶解，形成細(xì)粒結(jié)構(gòu)。Coy等人在激光表面處理時(shí)發(fā)現(xiàn)鎂17Al12第二相在AZ91D中有明顯的溶解。郭等人也報(bào)告了類似的結(jié)果。以及Khalfaui等人用于WE43和Ze41合金的激光加工。上述改性合金的抗腐蝕性能也有明顯的提高。

冷噴涂技術(shù)是鎂合金表面工程的一種可行的方法。冷噴涂涂層的沉積涉及顆粒的彈道沖擊，通常尺寸從1到100μm，由高速氣流加速并噴射到襯底表面。低溫工藝、冷噴涂特別適合于在鎂合金上沉積生物活性涂層，從而可以抑制基體的氧化和相變。Noorakma等人最近研究了HA在AZ51合金上的沉積，采用改進(jìn)的冷噴涂工藝，發(fā)現(xiàn)這種改性有助于保留HA的特性。在SBF中浸泡長(zhǎng)達(dá)14天表明，HA涂層的AZ51合金具有生物活性，有助于磷灰石的形成。