[发明专利]可降解镁合金/改性聚乳酸涂层复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合生物材料的制备方法，尤其是涉及一种可降解镁合金/改性聚乳酸涂层复合材料的制备方法。

背景技术

目前应用于临床的生物金属材料主要包括不锈钢、钴铬合金及钛合金等，这些金属材料具有很好的耐蚀性能、良好的综合力学性能及加工性能，但作为生物惰性材料，其生物相容性较差，缺乏骨诱导性，植入体内后容易因摩擦及轻微的降解而产生对生理环境有害的有毒离子，而且弹性模量偏大，机械力学适应性差，易导致应力集中而松动、脱落。另外，此类材料如作为短期植入材料，由于在体内无法降解，在人体组织功能恢复之后，需通过二次手术取出，增加患者的痛苦及医疗费用负担。

近年来，镁及其合金逐渐成为可降解生物材料领域的研究热点。与现有骨组织工程材料相比，镁及其合金具有以下优势：(1)与人体有良好的生物相容性，镁是人体内仅次于钾、钠、钙的细胞内正离子，它参与蛋白质合成，能激活体内多种酶，调节神经肌肉和中枢神经系统的活动，保障心肌正常收缩，镁参与人体内几乎所有的新陈代谢过程，在适当的代谢条件下不会对人体产生不良影响；(2)体内可完全降解为镁离子，被周围肌体组织吸收后通过人体体液排出，避免二次手术，减轻患者负担；(3)具有合适的物理力学性能，弹性模量接近骨组织，符合理想接骨板的要求，在骨折愈合初期可以提供稳定的力学环境，逐渐降低其应力遮挡作用，使骨折部位承受逐步增大乃至生理水平的应力刺激，从而加速愈合；(4)降解产物无细胞毒性，镁对骨髓细胞的生长没有抑制作用，也没有发现细胞溶解现象；且镁是成骨的必需元素，可促进钙的沉积，镁离子能刺激骨痂生成、诱导成骨、促进骨折愈合、并刺激骨生成，加速骨愈合。(5)镁合金资源丰富，价格低。因此，镁合金可以作为有效的医用植人材料获得使用。

然而，镁合金作为骨植入支架材料也存在一些问题；作为骨组织工程支架材料，要求植入材料的降解速度和骨组织修复重建速度匹配。但是镁合金的腐蚀速度过快，在体内服役期间会发生严重的腐蚀，同时机械性能下降，这在很大程度上限制了镁合金在骨组织工程中的进一步应用。

提高镁合金耐蚀性能的一个主要途径是表面改性，其优势体现在提高镁合金降解速率的同时还能提高其生物相容性。目前关于镁合金表面处理的研究很多，应用较为广泛的方法主要有电化学沉积法、微弧氧化法、水热法、仿生法及浸涂法等。

涂层材料也需具备良好的生物相容性，这其中，高分子材料因为具有可降解性而被广泛研究，如PLA及PGA等。但高分子材料的缺点在于其较低的机械性能，使其医用范围受到限制，但作为涂层材料，对其力学性能的要求有所降低，因此，高分子涂层是一种理想的减缓镁合金腐蚀速度的涂层材料。

中国专利CN101411892A公布了一种镁合金表面羟基磷灰石/聚乳酸复合生物涂层的制备方法，通过聚乳酸封孔处理解决了电沉积羟基磷灰石(HA)涂层不很致密的问题，使该复合涂层可以明显改善镁合金在人体液中的耐蚀性，利用复合涂层的生物可降解性来调整镁合金在生物体内的使用周期。镁合金在含钙盐、磷酸二氢盐或磷酸氢盐及其它添加剂组成的水溶液中进行电沉积，得到几种磷酸钙的混合物涂层；然后该混合物涂层经碱金属氢氧化物溶液处理后转变成均匀的HA涂层；再将HA涂层浸泡在聚乳酸溶液中封孔处理；最后烘干获得羟基磷灰石/聚乳酸复合涂层。该发明将HA的生物活性及聚乳酸的生物可降解性有机结合，用于镁合金在生物环境中的腐蚀防护。该涂层采用复合涂层，结构较为复杂，且制备成本较高，且该专利中聚乳酸分子量较低，降解速度很快。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可降解镁合金/改性聚乳酸涂层复合材料的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种可降解镁合金/改性聚乳酸涂层复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)对镁合金基体进行打磨去除表面氧化层，并超声清洗，具体是采用以下方法：将镁合金基体切割成大小适中的试样，依次用800#、2000#氧化铝耐水砂纸打磨以去除镁合金表面氧化层，接着依次用去离子水和无水乙醇超声清洗5～30min，并于室温下干燥，备用；

(2)对步骤(1)处理后的镁合金基体进行酸蚀预处理与中和处理，使镁合金基体表面开始发亮，蒸馏水清洗后烘干备用，具体方法如下：将镁合金基体置于磷酸溶液中酸蚀处理，再放入氢氧化钠溶液中中和处理；

所述的磷酸溶液的溶剂为水，磷酸溶液中磷酸的体积百分比为88-92％，酸蚀处理的温度为50-60℃，时间为30-60秒；