镁合金腐蚀研究进展(18)

Mg-Li-Ca合金体外降解行为与生物相容性：锂元素含量的影响

曾荣昌 山东科技大学

基于良好的延展性，Mg-Li 基合金作为潜在的生物材料，引起了大家的广泛注意。由于锂元素的存在，Mg-Li 二元合金表现出较低的机械强度与人们对其生物相容性的担忧。而在 Mg-Li 合金中添加钙元素则有利于提高其机械强度与生物相容性。本文中，通过光学显微镜、X射线衍射、拉力拉伸、浸泡实验以及电化学极化测试等综合评估了三种类型 (α、 α + β、β) 的挤压态Mg-Li (1、9 、15 wt. %)-1Ca 合金的微观结构、力学性能以及腐蚀行为。体外生物相容性则通过细胞毒性、溶血以及凝血四项表征。结果表明，Mg-1Li-1Ca 和 Mg-15Li-1Ca合金分别由 α-Mg、β-Li 以及 Mg₂Ca 相构成；而 Mg-9Li-1Ca 则由α-Mg、β-Li双相以及 Mg₂Ca 相构成。Mg-1Li-1Ca 合金表现出最高的最大抗拉强度和屈服强度，但其延伸率最低，仅为10.1 ± 1.24%；Mg-9Li-1Ca 合金的延伸率最高，为 52.2 ± 0.01 %。长时间浸泡实验表明，随着锂元素含量的增加，合金的耐蚀性逐渐降低。毒性试验结果表明，在10 %浸提液中 Mg-Li-Ca 合金对 L-929 细胞无明显毒性反应。Mg-1Li-1Ca表现出人体可以接受的溶血率。凝血四项实验结果指出，除 Mg-15Li-1Ca 外，Mg-1Li-1Ca 和 Mg-9Li-1Ca 合金无促凝性反应产生。

    论文“In Vitro Degradation and Biocompatibility of Mg-Li-Ca Alloys–The Influence of Li Content”在线发表在《Science China Materials》（IF3.956）（2017, doi: 10.1007/s40843-017-9071-y）。

图1 Mg-Li-Ca显微组织

图2 Mg-Li-Ca的机械性能

图3  Mg-Li-Ca合金屈服强度与延伸率的关系

图4 Mg-Li-Ca合金析氢速率随时间的变化

图5 Mg-Li-Ca合金浸泡14天后的截面腐蚀形貌

相关链接：

镁合金腐蚀研究进展(4)—Mg-Li-Ca合金腐蚀机理及动力学表征

曾荣昌发表论文目录（Rong-Chang Zeng's Publications）(2001-)