镁合金具有与人骨组织相似的密度及机械性能,并可通过自身无害降解而免去后期移除手术的烦恼,同时具有优异的生物活性及相容性,可以显著地促进细胞分裂、生长和骨组织转化,成为目前重要的一类生物医学材料。但因镁的低电负性和高化学活泼性而导致镁合金材料降解进程过快,并进一步导致机械性能难以长期稳定,限制了其应用。因此,需要通过本体和表面改性手段改善其性能。表面处理相较于本体处理,具有化学成分调控灵活多变、操作条件方便、适用的基体合金广泛和涂覆方式多样等优点。为了镁合金骨植入体在临床上的安全、广泛的应用,研发用于提升镁合金的防腐蚀及抗细菌粘附性能的表面处理方法,具有重要的理论和应用价值。1.我们合成了亚微米级、具有氧空位的CeO₂纳米颗粒（Ch）,并将其填充到聚二甲基硅氧烷树脂（PDMS）中,获得了具有被动阻塞效应和主动修复作用的镁合金纳米复合聚合物涂层。合适的尺寸大小,让腐蚀环境中的Cl^-离子很难穿透高分子涂层,抵达金属表面;光生电子的能力,抑制涂层在损伤处的进一步腐蚀行为。并且,由于这种光阴极保护策略的使用,可以在不使用可聚合剂或缓蚀剂的情况下得到自修复性能的涂层,减轻对环境的污染。根据这一策略,可以开发出一系列具有氧空位的纳米粒子作为聚合物涂料的填料,极大地提高了聚合物涂料的耐蚀性。2.我们通过研究和模拟环氧树脂的固化机理,在低温下制备得到了致密、光滑和无物理缺陷的溶胶-凝胶涂层。通过FTIR和XPS,我们证实了反应按照设计的路线进行,并解释了涂层附着力不受影响的原因（大量的含氧共价键被保留）;通过电化学手段对涂层的耐腐蚀性能进行了测试,证明改性后的溶胶涂层具有更强的耐蚀性;浸渍实验的结果显示,改性后的溶胶-凝胶涂层将纯镁的腐蚀速率从5.55 mg/cm²/day降低到0.52 mg/cm²/day,其明显低于商用铬酸盐转化膜的3.81 mg/cm²/day。基于我们的验证过程和实验结果,我们认为,这种交联聚合方式是提升溶胶-凝胶涂层耐蚀性的重要途径。3.我们通过使用PDMS和十八胺制备了性能稳定的超疏水涂层,用以控制纯镁的降解/腐蚀速率,并抑制细菌的粘附。除此之外,光动力治疗作为一种普适和不产生耐药性的杀菌方法,被用来协同提升涂层的抗细菌粘附性能。表面形貌学和润湿性研究表明,该超疏水涂层具有Cassie-Baxter模型超疏水表面的特征,并且该涂层具有长达90天的环境稳定性和极其广泛的普适性。通过28天的ICP-AES监控,纯镁的降解/腐蚀速率被控制在人体可接受的70μg/mL范围内。甚至,该涂层可以使纯镁在中性盐雾中暴露168 h后还保持平整和光滑的表面,没有可见的腐蚀产物。此外,通过细菌粘附试验,光动力和超疏水表面协同的策略将超疏水表面的细菌抗粘附作用从70%提升到95%以上。并且,该策略具有很强的普适性,不论是对革兰氏阴性菌还是革兰氏阳性菌都具有相近的抵抗能力。该涂层制备简单、适用性强,可以有效地解决生物医用镁合金快速降解/腐蚀速率和设备相关感染的问题。