鎂合金表面修飾及其抗腐蝕性和生物相容性研究.pdf

1、本研究利用層層自組裝技術(shù)在鎂合金表面構(gòu)建多層膜結(jié)構(gòu)，旨在提高鎂合金的抗腐蝕性能。通過氫氣收集實(shí)驗(yàn)、交流阻抗法和極化曲線法表征改性鎂合金的抗腐蝕性能。同時(shí)，通過細(xì)胞增殖和堿性磷酸酶檢測表征改性鎂合金的細(xì)胞相容性，為鎂合金用作醫(yī)用生物材料提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。主要研究內(nèi)容和具體結(jié)果如下：
　　 在鎂合金表面制備多層膜結(jié)構(gòu)。連接真空泵的Spin-coater在1000 rpm離心力下旋轉(zhuǎn)60 s，依次將PEI、PSS、8HQ、PSS旋轉(zhuǎn)涂布到

2、鎂合金表面，最后形成AZ91D/(PEI/PSS/8HQ/PSS)25。用同樣的方法依次將PEI、GEL、Ce、GEL旋轉(zhuǎn)涂布到鎂合金表面，最后形成AZ91D/(PEI/GEL/8HQ/GEL)25。
　　 Spin-coater旋轉(zhuǎn)涂布在鎂合金表面形成的AZ91D/(PEI/PSS/8HQ/PSS)25抗腐蝕膜用5％戊二醛交聯(lián)20 min，用傅立葉紅外光譜表征。結(jié)果顯示，8-HQ多層膜之間實(shí)現(xiàn)了交聯(lián)，多層膜的穩(wěn)定性提高。掃描電

3、鏡和能量色散譜表征8-HQ多層膜在m-SBF中浸泡一定時(shí)間后的表面形態(tài)和元素組成。結(jié)果表明，戊二醛交聯(lián)的8-HQ多層膜修飾后的鎂合金表面破壞程度最小，8-HQ多層膜修飾后的鎂合金在m-SBF中浸泡后，溶液中的P，Cl和Ca離子參加腐蝕反應(yīng)并沉浸和吸附在AZ91D底物的腐蝕沉淀層中。氫氣釋放實(shí)驗(yàn)檢測多層膜修飾的鎂合金的降解行為，不同樣品通過7天在m-SBF中的浸泡處理，戊二醛交聯(lián)的8-HQ多層膜修飾后的鎂合金的氫氣釋放量最少。結(jié)果顯示，與

4、空白鎂合金相比，戊二醛交聯(lián)的8-HQ多層膜修飾的鎂合金的抗腐蝕性提高。電化學(xué)交流阻抗圖譜和極化曲線研究多層膜修飾的鎂合金在m-SBF溶液中的抗腐蝕能力。結(jié)果顯示，多層膜修飾的鎂合金具有更好的抗腐蝕性能。
　　 Spin-coater旋轉(zhuǎn)涂布在鎂合金表面形成AZ91D/(PEI/GEL/Ce/GEL)25抗腐蝕膜，并用5％戊二醛交聯(lián)20 min。采用接觸角測試儀監(jiān)控鈰多層膜在鎂合金表面的組裝過程。結(jié)果顯示，(PEI/GEL/Ce/

5、GEL)25可以在鎂合金表面均勻成膜。電化學(xué)交流阻抗圖譜和極化曲線研究鈰多層膜修飾的鎂合金在m-SBF溶液中的抗腐蝕能力。結(jié)果顯示，鈰多層膜修飾的鎂合金具有更好的抗腐蝕性能。
　　 運(yùn)用組織塊法培養(yǎng)了SD大鼠乳鼠顱骨成骨細(xì)胞，并利用差時(shí)貼壁法對其進(jìn)行有效純化。通過形態(tài)觀察和鈣結(jié)節(jié)染色鑒定表明具有成骨細(xì)胞的典型生物學(xué)行為。細(xì)胞經(jīng)過傳代培養(yǎng)至第三代用于后續(xù)細(xì)胞相容性實(shí)驗(yàn)。
　　 Spin-coater旋轉(zhuǎn)涂布在鎂合金表面形成

6、的AZ91D/(PEI/PSS/8HQ/PSS)25抗腐蝕膜制備條件培養(yǎng)液，用DMEM培養(yǎng)基(高糖)浸泡不同處理的鎂合金24 h，吸取培養(yǎng)液，用高速離心機(jī)離心，取上清液作為條件培養(yǎng)基，表征細(xì)胞增殖活性(MTT)和堿性磷酸酶活性(ALP)。結(jié)果顯示，多層膜修飾的鎂合金具有良好的細(xì)胞相容性。
　　 Spin-coater旋轉(zhuǎn)涂布在鎂合金表面形成的AZ91D/(PEI/GEL/Ce/GEL)25抗腐蝕膜制備條件培養(yǎng)液，用DMEM培養(yǎng)基