镁合金表面谷氨酸、丙氨酸、天冬氨酸诱导Ca-P涂层耐蚀性能比较

目的细化Ca-P涂层晶粒,提高其致密性、耐蚀性,得到氨基酸等电点(Isoelectric point,pI)的作用及生物矿化机制。方法选取谷氨酸、丙氨酸、天冬氨酸,通过60℃水浴,在AZ31镁合金表面制备无氨基酸和3种氨基酸Ca-P涂层,即丙氨酸Ca-P涂层(Ca-PAla)、谷氨酸Ca-P涂层(Ca-PGlu)、天冬氨酸Ca-P涂层(Ca-PAsp)。采用高分辨扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)对涂层的微观形貌及成分进行表征分析;通过电化学极化、交流阻抗(EIS)及析氢实验探究涂层在Hank’s人体模拟体液中的耐蚀性能。结果Ca-P、Ca-PAla、Ca-PGlu、Ca-PAsp涂层的厚度分别为(8.46±0.43)、(14.39±0.96)、(8.48±0.16)、(10.07±0.94)μm。涂层的主要组成物相为透钙磷灰石(Ca HPO4·2H2O,DCPD)、羟基磷灰石(HA)、缺钙羟基磷灰石(CDHA)。电化学和析氢实验结果表明,氨基酸提高了镁合金Ca-P涂层的耐蚀性。根据自腐蚀电流密度Jcorr的大小,样品可按以下顺序排列,镁合金AZ31(1.47×10^(-4)A/cm^(2))>Ca-P(4.03×10^(-6)A/cm^(2))>Ca-PGlu(2.71×10^(-6)A/cm^(2))>Ca-PASP(8.10×10^(-7)A/cm^(2))>Ca-PAla(3.70×10^(-7)A/cm^(2))。结论在3种氨基酸中,丙氨酸促进成核过程最明显、涂层最厚,且耐蚀性最好。最后,讨论了镁合金表面氨基酸等电点对生物矿化成膜厚度、耐蚀性能的影响机制。

生物医用金属表面水滑石涂层的研究进展

随着我国人口老龄化和生活水平提高,人们对性能优异的生物医疗器械和植入材料需求剧增。目前,常见医用植入金属或合金的一些性能,如耐蚀性和生物相容性等,往往不能完全满足临床要求,因此有必要对医用金属材料进行表面改性处理。首先,结合水滑石(LDHs)的特点、性质及近年来的发展情况,综述了常见医用载药LDHs进展,提出了载药LDHs在缓释控释、靶向运输和癌症治疗等方面的应用前景,含有元素Mg、Zn的LDHs具有特殊作用。然后,重点总结常见医用可降解金属(镁、锌合金)和不可降解金属(钛合金)表面单一和复合LDHs涂层的制备方法,介绍不同种类LDHs涂层及其优点,着重分析当前不同医用金属表面LDHs涂层所存在的不足和潜在的应用。另外,金属表面LDHs复合涂层多方面性能均强于单一涂层,致密的LDHs涂层通常作为上层涂层可以起到封孔作用。最后,展望了含Zn、Mg元素LDHs在生物医用方向的应用前景,并分析了含Al、Li元素LDHs在生物医用方向发展需要注意之处和受阻的可能原因,为医用金属表面LDHs涂层的发展提供参考。

医用金属表面含锶涂层耐蚀性和生物相容性研究进展

随着全球人口老龄化进展以及骨关节疾病发病率的增加,人们对于骨修复医用金属材料的需求日益增多。生物医用金属材料包括不可降解钛及可降解金属镁和铁。金属材料在耐蚀性及骨整合方面存在一些不足,有必要对其表面改性进一步优化。锶元素具有促进成骨抑制破骨的作用,将其用作改性成分对提高医用金属表面骨细胞活性具有重要意义。本文主要对近年来医用金属钛、镁和铁表面掺锶涂层在耐蚀性和生物相容性方面进行了归纳及比较。重点介绍了锶与降解性、生物相容性好的载体(如羟基磷灰石、透钙磷石等)结合制备的复合涂层在钛合金、镁合金表面及铁合金表面提高骨整合性能的研究。最后,提出将锶元素与锌元素结合使得金属材料在促进骨修复的同时具有抗菌性能的建议。