镁合金腐蚀研究进展(21)—Mg-4Li-1Ca表面MAO/壳聚糖自降解机理

2018-03-08 09:57:32 作者：曾荣昌来源：山东科技大学分享至：

调控医用镁合金腐蚀速率和微环境pH值面临巨大挑战。这是因为镁过快的降解速率与骨生长速率不相匹配。另外，腐蚀降解导致微环境的高碱性也不利于细胞生长。前人的工作和我们的工作表明，镁合金表面聚乳酸膜（PLLA）和壳聚糖（CS）能一定程度地提高镁合金的耐蚀性能和生物相容性。微弧阳极氧化膜（MAO）具有较高的硬度、与基体冶金结合和较好的耐蚀性。其多孔性也存在不足，长期浸泡后期可能反而加快基体腐蚀。但其多孔性也为高分子涂层提供更好的机械结合位点，有利于高分子涂层的结合。

我们的前期研究表明，Mg-Li-Ca表面经冷冻干燥得到的多孔MAO/PLLA膜在Hank's溶液中浸泡140h后，pH值范围为7.3-7.8.这说明PLLA的水解和酸化可中和调节镁腐蚀降解的pH值到适宜细胞生长的微环境。但PLLA的膨胀腐蚀和剥落也带来了临床应用的风险。相比PLLA，CS降解速率慢，另具有抗菌功能。因此，CS改性开始受到关注。我们课题组利用层层组装（layer-by-layer assembly）CS/聚谷氨酸（poly-L-glutamic acid），实现了提高镁合金耐蚀性和抗菌性能的目的。郑玉峰教授课题组及其他研究者发现CS的分子量和层数对镁基体耐蚀有影响，证实CS可降低溶液pH值。但未见有镁合金表面CS膜极性和降解机理的报道。

本项工作发现，相对于镁合金基体，CS的自腐蚀电位更负，为阴极性。为此，我们提出了Mg-4Li-1Ca表面微弧氧化膜/壳聚糖自降解模型，并阐明其机理。

此项研究发表在Surface and Coating Technology （2018, 34: 1-11 ）。题目为：Self-degradation of micro-arc oxidation/chitosan composite coating on Mg-4Li-1Ca alloy （可免费下载）。