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镁合金腐蚀研究进展(27) —镁合金功能化高分子涂层研究进展

已有 1980 次阅读 2018-9-3 18:04 |个人分类:科研进展|系统分类:论文交流| 镁合金, 医用, 高分子涂层

 镁合金腐蚀研究进展(27) —镁合金表面功能化高分子涂层的研究进展


 镁合金由于其优越的生物相容性和合适的生物力学相容性已成为可降解生物医用材料的研究热点。然而,镁基植入体的耐腐蚀性能不足限制了其在临床医学上的进一步应用。因此,调控镁合金的腐蚀速率显得至关重要。

 表面处理不仅可以调控镁合金的降解速率,而且也可以同时赋予涂层一定功能。本综述总结了生物医用镁合金表面高分子涂层在制备和功能化方面的最新研究进展。目前应用到镁合金表面的高分子涂层主要包括:聚乳酸(PLA),聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA),聚己内酯(PCL),壳聚糖(CS),聚多巴胺(PDA),和胶原蛋白(Col)及其复合物。此外,镁合金表面高分子涂层的功能化主要包括:可生物降解性、生物相容性,自修复,药物传递和骨诱导。

 不同的高分子涂层具有不同的功能性。PLA和PLGA 涂层在生物相容性和药物输送方面发挥积极作用;PCL和PDA涂层具有良好的生物相容性;CS涂层具有较高的生物相溶性和抗菌性;而Col涂层能够促进骨生长。

 然而,单一的高分子涂层由于其结合力差,功能单一等缺点而很少单独制备在镁合金基体上。微弧氧化技术(MAO)常常作为打底层用来提高涂层与基体的结合力;钙磷涂层由于其良好的生物相容性也得到了广泛的应用。在耐蚀性方面,不同的电解液和浸泡时间都会显著地影响其腐蚀电流密度 (icorr) 和腐蚀电位(Ecorr)。在与基体的对比当中,高分子涂层能降低icorr 1-3个数量级。更为重要的是,复合涂层的耐蚀性是与基体和无机涂层与高分子涂层的组合方式密切相关的。

 虽然在过去的数十年中,功能化的高分子涂层在镁合金上得到了广泛研究。然而,制备优异的高分子涂层使其在长时间的降解过程中腐蚀速率可控仍是一大挑战。并且,本文所讨论的镁合金表面高分子涂层的性能探究主要基于体外和动物体内实验。目前,仍然没有涂层系统可以用于临床应用。涂层的一些关键因素,如结合力,渗透性和降解都是需要考虑的。本项工作展望了下一代高分子涂层在医用镁合金表面的应用可行性和发展方向。

     该综述论文"Advances in functionalized polymer coatings on biodegradable magnesium alloys – A review"发表在Elsevier旗下的国际期刊《Acta Biomaterialia》 (IF6.383,https://doi.org/10.1016/j.actbio.2018.08.030)。该项工作是由山东科技大学、澳大利亚墨尔本皇家理工学院陈晓博、北京大学郑玉峰和澳大利亚詹姆斯库克大学M. Bobby Kanan 联合发表。第一作者为山东科技大学硕士生李令玉,通讯作者为曾荣昌教授。该工作得到了国家自然科学基金和山东科技大学校级科研创新团队经费的支持。

 polymer coatings.jpg


图1 医用镁合金表面各类高分子涂层


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图2 医用镁合金表面高分子涂层功能



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1 郑永军

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