[发明专利]一种医用镁合金表面生物相容性自愈合涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种医用镁合金表面生物相容性自愈合涂层，其特征在于，所述镁合金为商用镁合金；所述涂层为复合涂层，内层为负载有聚天冬氨酸的硅酸盐基微弧氧化涂层，外层为壳聚糖聚合物涂层；所述复合涂层厚度为10.0～21.5μm，表面改性后镁合金的自腐蚀电位为-1.17～-0.74V/SCE，自腐蚀电流密度为(0.32～4.50)×10^-6A/cm²；与未表面改性的镁合金相比，自腐蚀电位提高了22.4％～51.0％，自腐蚀电流密度下降了189～1188倍；所述复合涂层的划痕可在Hank’s平衡盐溶液中发生自愈合。

2.如权利要求1所述的一种医用镁合金表面生物相容性自愈合涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：机械研磨制备预处理表面

为便于试验，采用线切割机将镁合金块体、板材或棒材切割成120mm×120mm×3mm的方片或Φ100×3mm的圆片，用水砂纸进行机械研磨，去除表面氧化皮和杂质，分别在丙酮和无水乙醇中超声清洗10min，冷风吹干；

第二步：微弧氧化工艺制备硅酸盐基涂层

采用微弧氧化工艺在第一步得到的镁合金预处理表面制备硅酸盐基涂层，电解液由NaOH、Na₂SiO₃和KF组成，Na₂SiO₃的浓度为20～28g/L，KF的浓度为5～15g/L，使用NaOH调节电解液pH值为9～12，电流密度为2A/dm²，采用恒压模式，电压为250～400V，处理时间为5～15min，脉冲个数为30～80，占空比为30％～50％，频率为500Hz；

第三步：真空浸渍工艺负载聚天冬氨酸

将第二步得到的表面具有微弧氧化涂层的镁合金放置于真空抽滤装置中，真空抽滤装置由真空泵、抽滤瓶、抽气胶管、抽气瓶塞、漏斗组成，配置由8g三羟甲基氨基甲烷盐酸盐、16g NaCl和500mL去离子水构成的缓冲液，将100～500mg的聚天冬氨酸溶解于缓冲液中，将配制好的溶液倒入漏斗中，随后开启装置让其真空化，保持一段时间后打开阀门，将溶液吸入抽滤瓶中淹没样品，样品浸泡时间为5～12min，真空浸渍完成后，取出样品；

第四步：浸渍提拉工艺制备壳聚糖聚合物涂层

采用浸渍提拉镀膜机在第三步得到的样品表面上制备壳聚糖聚合物涂层，壳聚糖纯度为99.1％～99.9％，平均分子量为10000～150000，将其溶解于体积比为1∶10的醋酸与去离子水的溶液中，借助磁力搅拌直到壳聚糖完全溶解，使用镀膜机将样品垂直浸入壳聚糖溶液中，静置10min，以10～40cm/min的速率垂直取出样品，提拉次数为2～10次，每次提拉后在60℃烘箱中干燥30min，得到壳聚糖聚合物涂层。

3.如权利要求2所述的一种医用镁合金表面生物相容性自愈合涂层的制备方法，其特征在于，所述第二步中，Na₂SiO₃的浓度为22～26g/L，KF的浓度为8～10g/L，使用NaOH调节电解液pH值为10～11，电流密度为2A/dm²，采用恒压模式，电压为300～400V，处理时间为8～12min，脉冲个数为40～60，占空比为35％～45％，频率为500Hz。

4.如权利要求2所述的一种医用镁合金表面生物相容性自愈合涂层的制备方法，其特征在于，所述第三步中，将200～400mg的聚天冬氨酸溶解于缓冲液中，样品浸泡时间为6～10min。

5.如权利要求2所述的一种医用镁合金表面生物相容性自愈合涂层的制备方法，其特征在于，所述第四步中，壳聚糖纯度为99.9％，平均分子量为90000～130000，提拉速率为20～30cm/min，提拉次数为4～8次。

6.如权利要求1所述的一种医用镁合金表面生物相容性自愈合涂层，其特征在于，可应用于生物医用领域。