生物鎂合金在骨組織修復(fù)中具有良好的應(yīng)用潛力,但生理?xiàng)l件下極易受到腐蝕,失去原有的力學(xué)性能,導(dǎo)致植入體在服役過(guò)程中失效。為了提高其耐蝕性能和快速誘導(dǎo)磷灰石的能力,采用一步水熱法在鎂合金上制備了微納結(jié)構(gòu)的羥基磷灰石涂層,涂層極化阻抗值達(dá)到138.680 k?·cm²,具有優(yōu)異的電化學(xué)性能。在模擬體液中測(cè)試試樣30 d內(nèi)的體外降解性能,溶液的pH值穩(wěn)定在7.10～7.60之間,腐蝕速率始終低于0.400 mm/y。在浸泡3 d時(shí),涂層表面由羥基磷灰石形成,微納結(jié)構(gòu)能快速誘導(dǎo)Ca–P產(chǎn)物的沉積,具有良好的礦化能力。 

【文章來(lái)源】：硅酸鹽學(xué)報(bào). 2020,48(06)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

HF預(yù)處理的鎂合金表面物相組成的XRD譜、SEM照片、EDS譜和裸鎂合金表面SEM照片

圖1 HF預(yù)處理的鎂合金表面物相組成的XRD譜、SEM照片、EDS譜和裸鎂合金表面SEM照片涂層的致密度和微觀結(jié)構(gòu)直接影響其耐腐蝕性和礦化能力[10]。在不同水熱溫度下合成的HA涂層的微觀形貌如圖3所示。試樣HT100的HA涂層致密且無(wú)裂紋，一方面是由于合適的水熱條件有利于HA的生長(zhǎng)；另一方面在于預(yù)處理層在水熱過(guò)程中可以降低溶液對(duì)基體的腐蝕和溶解，防止水熱反應(yīng)初期產(chǎn)生的Mg2+對(duì)HA結(jié)晶的抑制作用。從圖3a可以看出，涂層上不均勻地分布著由納米級(jí)針狀HA構(gòu)建的微米級(jí)花狀團(tuán)簇，團(tuán)簇體直徑約為5μm，納米級(jí)針狀HA的直徑在50～100 nm之間(圖3d)。這種結(jié)構(gòu)與預(yù)處理后表面生成的MgF2層的結(jié)構(gòu)有關(guān)，不同結(jié)構(gòu)的預(yù)處理層對(duì)后續(xù)制備的HA涂層的微觀形貌會(huì)產(chǎn)生影響。通常采用Na OH堿處理形成Mg(OH)2來(lái)提高鎂合金的短期耐腐蝕性能[17–18]。研究[14]表明，與Na OH堿預(yù)處理對(duì)比，HF酸預(yù)處理后的表層結(jié)構(gòu)更有利于鎂合金表面生長(zhǎng)針狀HA涂層，這種微納結(jié)構(gòu)與天然骨組織的結(jié)構(gòu)相似，可有效誘導(dǎo)礦化層的形成[11]。隨溫度提高，樣品HT110涂層表面上的微納結(jié)構(gòu)花狀團(tuán)簇排列更加致密，團(tuán)簇直徑有所增大，達(dá)到6～8μm。但進(jìn)一步提高溫度至120℃時(shí)，試樣表面的HA團(tuán)簇致密度反而呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，團(tuán)簇體尺寸減小且分布不均勻，這與XRD譜HA特征峰的相對(duì)強(qiáng)度變化相一致。因此，110℃在鎂合金上可制備較致密的微納結(jié)構(gòu)HA涂層，可為鎂合金基體提供良好的保護(hù)，提高其耐腐蝕性能。

涂層的致密度和微觀結(jié)構(gòu)直接影響其耐腐蝕性和礦化能力[10]。在不同水熱溫度下合成的HA涂層的微觀形貌如圖3所示。試樣HT100的HA涂層致密且無(wú)裂紋，一方面是由于合適的水熱條件有利于HA的生長(zhǎng)；另一方面在于預(yù)處理層在水熱過(guò)程中可以降低溶液對(duì)基體的腐蝕和溶解，防止水熱反應(yīng)初期產(chǎn)生的Mg2+對(duì)HA結(jié)晶的抑制作用。從圖3a可以看出，涂層上不均勻地分布著由納米級(jí)針狀HA構(gòu)建的微米級(jí)花狀團(tuán)簇，團(tuán)簇體直徑約為5μm，納米級(jí)針狀HA的直徑在50～100 nm之間(圖3d)。這種結(jié)構(gòu)與預(yù)處理后表面生成的MgF2層的結(jié)構(gòu)有關(guān)，不同結(jié)構(gòu)的預(yù)處理層對(duì)后續(xù)制備的HA涂層的微觀形貌會(huì)產(chǎn)生影響。通常采用Na OH堿處理形成Mg(OH)2來(lái)提高鎂合金的短期耐腐蝕性能[17–18]。研究[14]表明，與Na OH堿預(yù)處理對(duì)比，HF酸預(yù)處理后的表層結(jié)構(gòu)更有利于鎂合金表面生長(zhǎng)針狀HA涂層，這種微納結(jié)構(gòu)與天然骨組織的結(jié)構(gòu)相似，可有效誘導(dǎo)礦化層的形成[11]。隨溫度提高，樣品HT110涂層表面上的微納結(jié)構(gòu)花狀團(tuán)簇排列更加致密，團(tuán)簇直徑有所增大，達(dá)到6～8μm。但進(jìn)一步提高溫度至120℃時(shí)，試樣表面的HA團(tuán)簇致密度反而呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，團(tuán)簇體尺寸減小且分布不均勻，這與XRD譜HA特征峰的相對(duì)強(qiáng)度變化相一致。因此，110℃在鎂合金上可制備較致密的微納結(jié)構(gòu)HA涂層，可為鎂合金基體提供良好的保護(hù)，提高其耐腐蝕性能。2.2 電化學(xué)性能

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]微/納多級(jí)結(jié)構(gòu)TiO2涂層的制備及生物學(xué)性能[J]. 顧靜萍,謝有桃,黃利平,賀延昌,趙君,鄭學(xué)斌,李紅,孫晉良.  上海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(01)
[2]鎂合金表面介孔45S5生物玻璃陶瓷涂層的制備及體外降解性能[J]. 黃凱,蔡舒,任萌果,王雪欣,張睿悅.  硅酸鹽學(xué)報(bào). 2014(07)



本文編號(hào)：3623957