[发明专利]一种具有光热抗菌防腐复合涂层的镁/镁合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有光热抗菌防腐复合涂层的镁/镁合金材料及其制备方法，其包括从内到外的镁/镁合金基体、微弧氧化涂层及光热抗菌涂层，所述光热抗菌涂层为负载对称二酮类药物的Mg(OH)₂涂层，其中，负载对称二酮类药物的Mg(OH)₂涂层中所采用的对称二酮类药物为姜黄素、大黄酸、茜草素、紫草素或芦丁，具有光热抗菌性能，且对称二酮类药物因其具有对称结构，在制备涂层时可以实现具有层序、有规则堆叠，也可以作为分子屏障，微弧氧化涂层与光热抗菌涂层协同发挥作用，不仅具有优良的抗腐蚀性能，还具有良好的生物相容性及光热抗菌性能。

技术领域

本发明涉及镁合金涂层技术领域，具体涉及一种具有光热抗菌防腐复合涂层的镁/镁合金材料及其制备方法。

背景技术

镁合金作为医用植入材料用于临床医学，源于其良好的生物相容性和可降解性。不过，由于镁和镁合金本身比较活泼，化学性质不稳定，在体内会迅速地发生腐蚀降解，从而引起一系列问题。因此，镁或镁合金作为体内植入材料使用时，其防腐处理是首先需要解决的技术问题之一。现有技术中，提高镁合金耐蚀性的途径主要有三种：合金化、加工处理或进行表面改性，其中，合金化和加工处理均只能在一定程度上改善与提高耐蚀性，但作用相对较为有限。

近年来，表面改性成为现有技术中运用最为普遍的主要技术手段。为了达到充分的保护性能，涂层必须均匀、致密、与基底结合性好。而且医用镁合金作为一种功能材料，特别需要从涂层结构与功能一体化的途径设计耐蚀性能优异、生物相容性良好、抑菌能力优越的新型涂层。截至目前，人们已经研究出多种表面改性涂层与表面改性技术，并开发出了众多的产品。然而，现有技术所制造出的经过表面改性的镁合金产品，均存在诸多方面的不足，主要表现在如耐蚀性、生物相容性、结合力、耐久性等综合性能指标尚存在不足，其实际使用效果方面也不是特别理想。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明了提供了一种具有光热抗菌防腐复合涂层的镁/镁合金材料及其制备方法，制备得到的镁/镁合金材料具有良好的生物相容性，且具有光热抗菌及抗腐蚀性能，可作为医用镁合金。

为了实现上述目的，本发明提供了一种具有光热抗菌防腐复合涂层的镁/镁合金材料，包括从内到外的镁/镁合金基体、微弧氧化涂层及光热抗菌涂层，所述光热抗菌涂层为负载对称二酮类药物的Mg(OH)₂涂层。

进一步地，所述微弧氧化涂层为植酸体系微弧氧化涂层。

进一步地，所述对称二酮类药物为姜黄素、大黄酸、茜草素、紫草素或芦丁。

进一步地，所述微弧氧化涂层和光热抗菌涂层的总厚度为3-5μm。

通过上述技术方案，镁/镁合金基体表面从内到外覆有微弧氧化涂层及光热抗菌涂层，其中，微弧氧化涂层可以使镁/镁合金基体具备一定的抗腐蚀能力，光热抗菌涂层为片层状致密复合涂层，可以进一步增强镁/镁合金基体的抗腐蚀能力；同时，光热抗菌涂层为负载对称二酮类药物的Mg(OH)₂涂层，其不仅具有良好的生物相容性，而且还具有光热抗菌性能，其在808nm近红外光照射下，可吸收光能转化为热能，原理为：对称二酮类物质中含有的大π键中的电子比较容易从基态跃迁到激发态，进而散发出能量，起到光热抗菌的效果，同时对称二酮类药物本身也具有一定的抗菌性。这种具有光热抗菌涂层的镁/镁合金材料能够在镁合金医疗器械、镁合金植入物抗菌抗癌等领域得到应用。

另外，本发明还提供了一种具有光热抗菌防腐复合涂层的镁/镁合金材料的制备方法，采用自组装方式进行，包括如下步骤：

(a)预处理

将镁合金基体打磨至表面无明显划痕，用有机溶剂或去离子水清洗并用风吹干，然后置于烘箱中，在60-80℃恒温干燥处理30-60min后取出；

(b)制备微弧氧化涂层

(b1)取植酸和氢氧化钠溶于去离子水中配制微弧氧化电解液溶液；