镁合金医疗植入物的表面处理方法-化学改性

化学改性是指通过化学或电化学反应合成的镁合金表面的新相。该方法去除了具有较少被动性质的天然氧化层，例如不能有效地防止腐蚀，但由于镁基体的高反应性，很容易形成。化学改性通常包括酸蚀、碱性热处理、氟化物处理、阳极氧化和微弧氧化（MAO）。

酸蚀是一种常用的预处理方法，用于去除制造过程中产生的粗氧化皮，并用更致密的钝化层代替天然氧化层。Turhan等人报道了用2.5%硫酸溶液进行酸蚀，可以显著提高AZ91D合金的抗降解性能。此外，碱性热处理是一种简单、经济的方法，在基体表面形成一层镁（OH）2阻挡层，减缓了镁合金的腐蚀速度。据报道，通过NaOH处理，镁的腐蚀速率降低，其中1 m的NaOH浓度通过形成保护层导致最慢的腐蚀速率。镁合金经氟化物处理后，用一层更薄、更均匀、极化电阻更高的MgF2层取代原有的氧化膜。mgf2层的优点包括当氟离子释放到宿主有机体中时具有高密度、低水溶性和无毒性。威特发现，在不显著提高邻近骨中氟化物浓度的情况下，MgF2涂层可减缓Lae442合金的体内腐蚀。此外，氟化物能刺激成骨细胞增殖，增加松质骨中新的矿物质沉积，并在骨中结合后降低骨组织的溶解性[88]。一项对狗的实验研究发现，氟化物修饰的植入物表面在植入物安装后愈合的早期促进骨整合。

阳极氧化是一种在金属表面生成厚而稳定的氧化膜的电化学过程。Lei等人通过恒流阳极氧化在AZ31B镁合金上制备了氧化镁薄膜。该膜能有效延缓AZ31B镁合金的降解，对成骨细胞增殖和新骨形成无不良影响。MAO是一种高压等离子体辅助阳极氧化工艺，广泛应用于可生物降解镁合金的表面改性。MAO涂层非常坚硬，具有良好的耐磨性、中等的耐腐蚀性、较好的热稳定性和介电性能。Lin等人在ZK60镁合金表面制备了镁橄榄石涂层，减缓了镁合金的降解，提高了镁橄榄石的生物性能。研究发现，随着制备电压的增加，MAO涂层的耐腐蚀性增加。与裸ZK60镁合金相比，MAO涂层的ZK60溶血率显著降低，对L929细胞无细胞毒性。图3给出了不同电压下产生MAO涂层的ZK60合金的表面形貌。