第十四届全国表面工程大会

116 / 2022-09-16 10:58:41

医用镁合金表面自修复涂层设计及其微环境响应修复机制研究

镁合金,自修复；自预警；防腐；涂层

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经过合理设计的镁合金涂层已经能够满足镁合金耐蚀性的基本要求，但是常规涂层在使用过程中将不可避免地遭到破坏，腐蚀会从涂层破损区域开始，发生比均匀腐蚀危害性更大的局部腐蚀。受生物体自修复行为启发，材料/涂层自修复模型衍生。当具有自修复功能的材料/涂层损伤后，在不使用外加修补材料的情况下得到修复，有助于材料/涂层长效稳定服役。为了应对复杂多变的服役工况，工程应用镁合金表面自修复涂层已被广泛研究，然而医用镁及镁合金表面自修复涂层鲜有报道。基于良好的生物安全性及生物活性要求，本研究设计自修复涂层用于医用镁及镁合金的表面防护。本研究以磷酸根为缓蚀剂，基于自修复涂层设计原则，设计了一系列医用自修复涂层，系统评价了自修复涂层的组织、结构与性能，探讨了自修复涂层的微环境响应修复机制，并证实了自修复涂层具有良好的生物相容性。

1. 二水磷酸氢钙具有制备条件温和、钙磷元素负载量高、pH敏感度高（尤其在碱性环境）等特点，这些特性赋予二水磷酸氢钙作为智能自修复涂层的潜力。本工作探索了医用镁表面二水磷酸氢钙涂层自修复行为及机理。


2. 基于镁金属在腐蚀过程中产生Mg²⁺和OH^-离子的现象，创新性地将这些腐蚀副产物作为响应刺激源，实现镁表面的无机-有机复合“智能”自修复生物涂层构建。