[发明专利]一种具有高耐腐蚀性和表面功能化的镁基金属转化涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有高耐腐蚀性和表面功能化的镁基金属转化涂层及其制备方法。该方法包括以下步骤：(1)预处理镁合金基底材料；(2)将预处理后的镁合金置于聚阳电解质溶液中，反应1～30min后，取出并用去离子水清洗；(3)将步骤(2)中所得产物置于多酚化合物与聚阴电解质的混合溶液中，反应1～30min后，取出并用去离子水清洗；(4)以步骤(3)所得产物为底物，重复步骤(2)～(3)所述过程10～100次，并用氮气干燥，得转化涂层。本发明方法操作简单，成本低，普适性广，适用于镁基血管支架及骨固定材料等领域研究。

技术领域

本发明属于医用材料领域，具体涉及一种具有高耐腐蚀性和表面功能化的镁基金属转化涂层及其制备方法，可用于镁基全降解骨科植入材料和全降解镁基合金血管支架材料的改性研究。

背景技术

与传统生物医用不锈钢、钛合金等金属材料对比，镁基金属材料具有良好的生物相容性、机械性能、生物可降解、低致栓性、低炎性反应等诸多优势，其被广泛研究期望应用于血液支架材料、骨科修复材料等。可降解镁合金虽然有其独特的优点，但其特别突出的问题就在于降解速率过快，在三个月时间内已基本降解完毕。与此同时，尽管可降解镁合金材料已经接近甚至优于惰性金属材料的物理化学性能和生物相容性，但长期服役在潮湿的生理环境中，镁合金过快的降解速率容易导致植入物过早失去应力支撑作用。镁合金在体内发生析氢腐蚀，机体组织局部pH升高，不利于周围组织的生长。

目前用于提高镁合金耐腐蚀性能的方法主要有块体改性(合金化和显微结构调整)和表面改性。其中块体改性主要通过在镁金属中掺入少量的微量元素如Zn、Ca、Mn等，其可以调节金属的晶相结构和晶粒大小等方式来有效提高合金的机械性能和耐腐蚀性能，该方法制备的合金具有良好的生物相容性,但是存在成本过大，可重复性不高等缺陷。表面改性是目前镁合金表面改性最有效的方法，可以兼顾镁合金腐蚀的控制和生物形容性。目前开发一种兼具良好耐腐蚀性和表面良好生物相容性的镁合金转化涂层仍然是全降解镁基金属支架材料亟待解决的难题。

常用的镁合金表面改性涂层为非共价键作用，具有易受环境pH、温度、盐离子等外部因素的影响，导致药物突释、涂层破坏、加速腐蚀、缩短植入物的服役寿命。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种具有高耐腐蚀性和表面功能化的镁基金属转化涂层及其制备方法，可有效解决现有镁基转化涂层易受潮湿环境影响腐蚀速率过快，导致应力断裂以及影响周围组织生长的问题。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种具有高耐腐蚀性和表面功能化的镁基金属转化涂层的制备方法，包括以下步骤：

(1)预处理镁合金基底材料；

(2)将预处理后的镁合金置于0.01～1mM，pH值为4～10的聚阳电解质溶液中，于4～37℃反应1～30min后，取出并用去离子水清洗3～5次；

(3)将步骤(2)中所得产物置于0.01～20mM，pH值为5.5～8.5的多酚化合物与聚阴电解质的混合溶液中，于4～37℃反应1～30min后，取出并用去离子水清洗3～5次；其中，所述多酚化合物和聚阴电解质的摩尔比为1～2:1～2；

(4)以步骤(3)所得产物为底物，重复步骤(2)～(3)所述过程10～100次，并用氮气干燥，得转化涂层。

进一步地，步骤(1)中镁合金为纯镁、镁稀土系合金、新型生物医用镁合金或镁铝系合金。

其中，镁稀土系合金为AZ31镁合金、AZ91镁合金或WE43镁合金。

其中，新型生物医用镁合金为AE21镁合金、Mg-Mn-Zn合金或Mg-Si合金。