镁及其合金因具有与自然骨相匹配的力学性能、良好的生物相容性和可降解性,被认为是具有发展潜力的一类可降解骨植入材料。但镁的化学性质过于活泼,往往在骨愈合前就发生失效。因此,需要对镁合金进行表面改性,以使其降解速度与骨的愈合速度相匹配。本文采用脉冲电沉积的方法在Mg-Zn-Ca合金表面制备可降解的锌修饰的钙磷盐涂层以提高其耐腐蚀性。利用扫描电子显微镜及能谱仪(SEM&EDS)、X射线衍射仪(XRD)、傅立叶转换红外光谱仪(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子谱仪(XPS)等表征分析涂层的形成过程、微观结构及组成,并提出了涂层的沉积模型。以普通钙磷盐涂层和Mg-Zn-Ca合金为对照,研究了锌修饰的钙磷盐涂层在模拟体液(SBF)中的电化学腐蚀性能。研究了涂层在模拟体液浸泡过程中的降解过程,并建立了降解模型。此外,还通过体外抗菌性和细胞毒性实验,考察了锌元素的引入对钙磷盐涂层的抗菌性和细胞毒性的影响。该研究为开发可控降解镁基生物材料提供科学依据。1.首次利用脉冲电沉积工艺在镁合金表面直接制备致密均匀的非化学计量比锌修饰钙磷盐涂层。最优的制备工艺为采用含锌5%的电解液制备50min,涂层晶体排列紧密,XRD结果显示其主要成分为CaZn2(PO4)2?2H2O。涂层表面Zn/Ca摩尔原子比2:1,Zn+Ca/P摩尔原子比1.27,涂层厚度在8.38μm左右,结合强度为8.78MPa,并且具有较好的润湿性。2.本文探讨了锌修饰钙磷盐涂层在镁合金表面的沉积过程。锌元素的引入使得钙磷盐涂层的沉积模式发生了巨大的改变,由“形核→铺满→长大”转变为“形核→扩展及长大→铺满→破坏”。3.锌修饰钙磷盐涂层的电化学腐蚀性能测试显示,锌修饰钙磷盐涂层的腐蚀电位相较于基体提升了60mV,腐蚀电流密度下降了两个数量级;相较于普通钙磷盐涂层,锌修饰钙磷盐涂层的腐蚀电位也提升了20mV,腐蚀电流密度下降了一个数量级。SBF浸泡实验显示,锌修饰钙磷盐涂层是可降解的。4.对锌修饰钙磷盐涂层的抗菌性检测结果表明,锌修饰钙磷盐涂层对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有一定的抑制效果,且抑制作用优于普通钙磷盐涂层。在细胞毒性测试中,结果证实锌修饰钙磷盐涂层细胞毒性优于普通钙磷盐涂层,能够满足生物材料的细胞毒性要求。因此,锌修饰钙磷盐涂层在骨植入材料领域有着良好的应用前景。