论文部分内容阅读
医用镁合金具有与人体骨组织相近的力学性能,并且由于镁合金在机体环境中易降解的特性,使得镁合金在骨折固定方面具有潜在的临床应用前景。然而,由于镁合金具有活泼的化学性质,特别是在有氯离子存在的人体环境下,极易发生腐蚀,导致组织还未愈合,植入材料已经发生降解。因此,若要将镁合金应用于临床,首要问题是解决其耐腐蚀性差的弊端。目的:在医用AZ31系镁合金表面溅射掺钛类金刚石(DLC)薄膜来提高镁合金的耐腐蚀性,同时对其生物相容性进行初步探讨。方法:采用微弧氧化法在医用AZ31镁合金表面制备一层疏松多孔的陶瓷涂层(MgO),再通过磁控溅射技术在陶瓷涂层表面制备掺钛类金刚石(DLC)涂层。通过冷场发射扫描电镜(SEM)、拉曼光谱仪(Raman)和能量色散X射线光谱仪(EDS)完成对样本的表征。通过氢气收集实验、动电位极化曲线测试完成对样本耐腐蚀性能测定。同时采用细胞形态观察法和CCK-8法完成对样本细胞相容性的初步评估。结果:本实验成功在AZ31镁合金表面制备出掺钛DLC涂层,涂层表面均匀,且出现封孔现象,涂层与基材金属结合良好。耐腐蚀性结果表明,掺钛MAO/DLC组腐蚀电位是(-1.359±0.026)V vs.Ag/Ag Cl,腐蚀电流密度值为(1.248±0.341)×10-7A/cm2。与AZ31镁合金相比,腐蚀电位增加了35mV,腐蚀电流密度降低约2个数量级,析氢实验表明MAO/DLC组氢气释放速率更低,说明改性镁合金耐腐蚀性得到提高。CCK-8细胞毒性结果评价显示,掺钛MAO/DLC组细胞相对增值率都高于100%,且倒置显微镜下观察到掺钛MAO/DLC组样本浸提液培养的L-929细胞形态与对照组细胞形态相似,且数量比对照组多,说明掺钛MAO/DLC没有细胞毒性,且能促进细胞增殖。结论:本实验在医用AZ31镁合金表面成功制备出了掺钛MAO/DLC涂层,且改性后的AZ31镁合金耐腐蚀性和细胞相容性都得到明显提升,这为镁合金在临床应用提供了理论依据。