镁锌钙合金微弧氧化载药涂层制备及其耐蚀性研究

为了改善医用Mg-1Zn-0.2Ca-1MgO合金的耐蚀性,满足骨修复植入材料临床医用要求,本文在硅酸、磷酸混合电LY2157299 molecular weight解液中采用微弧Nirmatrelvir溶解度氧化工艺在合金表面制备微弧氧化陶瓷层,系统分析了不同正向电压对Mg-1Zn-0.2Ca-1MgO合金微弧氧化涂层的影响。为进一步提高镁基合金的成骨性能,采用浸泡法在微弧氧化涂层表面生长聚多巴胺,探讨了不同浸泡时间对微弧氧化—聚多巴胺涂层组织性能的影响。通过冷冻干燥法合成β-环糊精与柚皮苷的包合物,研究了不同包合物浓度下聚多巴胺—β-环糊精/柚皮苷涂层组织性能的变化及模拟体液中柚皮苷的释放。为保护微弧氧化涂层免受多巴胺的破坏,采用浸渍法在微弧氧化涂层上结合聚己内酯,后续再次进行载药处理。通过对聚己内酯载药涂层物相、微观形貌、耐蚀性及成骨性研究,得出以下结论:(1)微弧氧化过程中不同正向电压下制备的MAO样品主要由Mg、MgO,Mg2SiO4,Ca3(PO4)2组成。涂层的表面、截面显微组织结果显示,电压从450 V增加到550 V时,涂层孔洞逐渐被填充,致密性提高,样品耐蚀性提高。电化学和析氢实验结果显示,F3涂层具有最大的腐蚀电位:-1.318 V,最低的腐蚀电流密度:1.808 μA/cm2和最低的年腐蚀速率:0.09 mm/y。继续升高电压(600 V)会造成大孔的产生,同时截面出现较多的缺陷,加剧了腐蚀离子的破坏。(2)微弧氧化涂层样品在多巴胺缓冲液中浸泡时,涂层会伴随浸泡时间的延长而发生变化。在浸泡时间达到10 h时,孔隙率达到最低(13.62 %),涂层最为致密,同时涂层厚度达到40 μm。电化学和析氢实验证明,涂层耐蚀性随着浸泡时间先增高后降低,在浸泡时间为10 h时具有最佳的耐蚀性能。(3)包合体药物加入到多巴胺缓冲溶液后,随着浓度的增加,涂层由50 μm增加到57 μm,致密性也在逐步提高。当浓度达到2 wt %时,电化学结果显示涂层具有最高的腐蚀电位(-1.345 V)和最低的腐蚀电流密度(2.162 μA/cm2)。(4)随着聚己内酯浓度的增高,涂层的陶瓷物相组成不变,但是20-25°的聚己内酯特征峰增强,涂层耐蚀性有所提高。载药处理后,通过线性回归方程测得聚己内酯载药涂层在模拟体液中的柚皮苷释放量与微弧氧化载药涂层相当,表明聚己内酯的添加不会影响柚皮苷在体内的释放。体外细胞实验结果显示,镁合金在后期释放Mg2+并造成一定的细胞毒性,微弧氧化载药涂层在后期具Hellenic Cooperative Oncology Group有最好的细胞活性。由于柚皮苷具有诱导成骨因子表达促成骨能力,免疫印迹同样显示微弧氧化载药涂层具有最好的促成骨性能。