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西南科大微纳仿生制造团队《CEJ》:羟基磷灰石涂层调控镁合金耐腐蚀性能
出处:材料分析与应用  录入日期:2024-07-10  点击数:194

  1成果简介
  镁合金具有生物活性与可降解性作为第三代人工骨修复与替代材料已被人们广泛关注。针对镁合金在体液中腐蚀速率过快,导致过早丧失机械完整性,从而限制了其临床应用的科学难题。镁合金表面制备羟基磷灰石(HA)涂层是提高其耐腐蚀性的有效手段。然而,涂层厚度不均匀、表面不致密、与基底界面结合强度差,仍然是一个亟待解决的难题。此次,西南科技大学制造过程测试技术教育部重点实验室微纳仿生制造团队李晓红教授与李国强教授提出了一种在飞秒激光改性的镁合金表面制备羟基磷灰石涂层的方法,不仅显著降低了镁合金在模拟体液中的腐蚀速率,同时具备促进成骨细胞增殖的能力。
  经实验证明,飞秒激光直写微纳加工技术在镁合金表面构建了一种具有乳锥状的微结构可为HA提供了更多的成核位点,促进了HA的沉积和生长,极大的提高了HA涂层的质量。不仅获得了致密、厚度适宜的HA涂层,而且与基底的结合强度增大了约两倍(31.86 ± 1.71 MPa)。与裸镁合金相比在体液中的腐蚀速率降低了107倍(0.146 mm/y),同时还具备优良的生物相容性,促进了骨组织的生长和附着。此外,整个制备过程不需要任何额外的化学预处理,为镁合金骨植入材料的临床应用提供了重要支持。
  2图文导读 


QQ截图20240710093739.jpg



  图1. 镁合金表面制备羟基磷灰石涂层示意图


QQ截图20240710093752.jpg


  图2. 裸镁合金和HA涂层样品在SBF溶液中的电化学测试结果


QQ截图20240710093801.jpg


  图3. 裸镁合金和HA涂层样品的表面形貌、Mg2+释放量、溶液pH值以及样品质量在SBF溶液中浸泡各个时间段后的变化


QQ截图20240710093809.jpg



  图4. 裸镁合金与HA涂层样品与MC3T3-E1细胞共培养后的体外细胞相容性评价
  相关工作于2024年7月1日以“Modulating the corrosion performance of magnesium alloys through hydroxyapatite coating”为题,在线发表于国际高影响力期刊《Chemical Engineering Journal》(IF:13.3)。西南科技大学机械专业2022级硕士生廖纪涵为论文第一作者,通讯作者为李晓红教授和李国强教授。该研究得到了四川省科技计划项目、西南科技大学青苗计划等基金项目的支持。
  文献:


QQ截图20240710093818.jpg

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