镁基生物材料表面氨基三甲叉膦酸涂层的构建及其抗腐蚀性能的研究

来源 :第十一届全国表面工程大会暨第八届全国青年表面工程学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lgfyhx
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  镁元素是人体必需元素之一,广泛分布于各种组织器官中(骨骼、肌肉、细胞外液、血浆),参与人体多种生理活动.镁基材料因为其良好的生物相容性、机械性能、腐蚀行为等,使其在可降解生物医用材料方面的研究受到广泛关注.目前镁基材料作为可降解生物医用材料应用的最大的问题是其腐蚀速率过快,导致局部的pH值升高、氢气泡的聚集以及由局部腐蚀导致的地过快的力学性能丧失等问题极大地限制了镁及其合金在临床中的应用.为了提高镁基生物材料的腐蚀性能,本研究采用氨基三甲叉膦酸(Amino Trimethylene Phosphonic Acid)有机分子中的磷酸基团与镁表面的羟基进行原位的固定,同时通过与镁离子的鳌合反应在镁基材料表面构建腐蚀控制的氨基三甲叉膦酸的涂层.并通过材料学的表征方法[OM、SEM(EDS)、FT-IR]解析涂层形貌、组分等信息,通过电化学测试(OCP、PDP、EIS)评价涂层对镁基材料的暂态腐蚀保护效果,通过长期浸泡实验(pH、析氢)评价ATMP改性涂层的的长期稳定性和对镁基底的长期保护效果进行评价.通过光镜、扫描电镜、红外光谱,X-光电子能谱对不同浓度氨基三甲叉膦酸改性镁样品及镁未改性的表面形貌,涂层的化学组成和结构及氨基三甲叉膦酸与镁离子之间的结合方式进行解.结果 表明:氨基三甲叉膦酸与镁表面的羟基以共价键的形式在镁表面形成涂层,分别设置了2.5Mml-1、5mML-1和10mML-1三个浓度梯度,随着氨基三甲叉膦酸沉积浓度增大其腐蚀保护效率降低,三组样品中2.5mML-1工艺下得到的涂层更致密.通过电化学测试和长期浸泡表明:Mg-OH@ATMP(2.5)、Mg-OH@ATMP(5)、Mg-OH@ATMP(10)三组样品相比于纯镁样品具有更低的自腐蚀电位和自腐蚀电流,镁的阴极腐蚀反应受到抑制,长期浸泡析氢量少,pH稳定无突变,浸泡21天后氨基三甲叉膦酸涂层破坏较少,对镁基底依然保护作用,其中Mg-OH@ATMP(2.5)组样品具有更好的保护效果.
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