[发明专利]一种镁合金表面改性方法

说明书

技术领域

本发明属于医用金属材料领域，具体涉及一种镁合金表面改性方法。

背景技术

镁合金材料作为新一代可降解医用金属材料，近年来受到广泛关注。镁合金材料具有优良的综合力学性能以及独特的生物降解性，容易加工成形，镁合金材料密度最为接近人体骨骼密度，其弹性模量也接近于人体骨骼。此外，镁又是人体所必需的宏量金属元素之一，镁合金降解后释放出的镁离子能够促进骨细胞的增殖及分化。但是镁合金材料腐蚀速度太快，很难满足植入物在人体所需要的服役期内的形态和力学要求。另一方面，镁合金材料的细胞响应性也需要进一步增强。而设计表面涂层可以有效调控镁合金降解速率，提高其耐腐蚀性能和细胞响应性。

层层自组装技术是一种涂层制备技术，简单易行，无需大型设备，广泛应用于生物材料表面修饰。然而，目前生物材料表面层层自组装技术都是在水溶液体系中进行，而镁合金材料遇水则会快速腐蚀，因此，将层层自组装技术用于医用镁合金材料的表面改性具有一定难度。

近年开始研究应用的离子液体属于新型的绿色环保溶剂，无味、不燃，其蒸汽压极低，可用在高真空体系中，同时可减少因挥发而产生的环境污染问题，并且离子液体对有机和无机物都有良好的溶解性能，可使反应在均相条件下进行，具有良好的热稳定性和化学稳定性，易与其它物质分离，可以循环利用。由于离子液体具有以上突出优点，发明人拟从离子液体入手，解决层层自组装技术中镁合金遇水易腐蚀的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镁合金表面改性方法，该方法解决了表面改性技术中常用的层层自组装技术中镁合金易腐蚀的难题。本发明基于以下技术方案来实现上述目的：

一种镁合金表面改性方法，该方法通过层层自组装得到镁合金表面涂层，所述涂层以聚乙烯亚胺-聚苯乙烯磺酸钠重复叠加的方式组成，所述聚乙烯亚胺和聚苯乙烯磺酸钠用离子液体配制成溶液后旋涂于镁合金表面。

优选的，包括如下步骤：

(1)基材预处理：将镁合金表面进行打磨，清洗；

(2)层层自组装：依次将浓度为1～10mg/mL的聚乙烯亚胺和聚苯乙烯磺酸钠的离子液体溶液旋涂于步骤(1)预处理后的镁合金表面，旋涂速度300～4000rpm，旋涂时间8～50s，每旋涂一次即用超纯水清洗1分钟；以两溶液旋涂完毕为一个层层自组装循环，循环10～100次，然后氮气吹干即可。

更优选的，包括如下步骤：

(1)基材预处理：将镁合金打磨至表面光亮，并用丙酮超声清洗至镁合金表面洁净；

(2)层层自组装：依次将浓度为5mg/mL的聚乙烯亚胺和聚苯乙烯磺酸钠的1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐溶液旋涂于步骤(1)预处理后的镁合金表面，旋涂速度1500rpm，旋涂时间15s，每旋涂一次即用超纯水清洗1分钟；以两溶液旋涂完毕为一个层层自组装循环，循环25次，然后氮气吹干即可；所述1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐溶液浓度为5mg/mL。

本发明的有益效果在于：本发明通过采用离子液体为溶剂，在镁合金表面制备功能涂层，提高了镁合金材料的耐腐蚀性和细胞响应性，克服了传统以水为溶剂的层层自组装技术难以应用于镁合金等易腐蚀材料的缺点，具有工艺简单、无需特殊设备，制备成本低的优点，为镁合金作为生物医用材料奠定了基础。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图：

图1原始镁合金的扫描电镜图；

图2表面改性后镁合金的扫描电镜图；

图3表面改性后镁合金的X-射线光电子能谱图；

图4表面改性前后镁合金的动电位极化曲线图；

图5MTT法检测成骨细胞在原始镁合金和表面改性后镁合金提取液中培养1、4、7天的细胞活性图。

具体实施方式

下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。

一种镁合金表面改性方法，具体步骤如下：

(1)基材预处理：将镁合金表面进行打磨，清洗；

(2)层层自组装：依次将浓度为1～10mg/mL聚乙烯亚胺和聚苯乙烯磺酸钠的离子液体溶液旋涂于步骤(1)预处理后的镁合金表面，旋涂速度300～4000rpm，旋涂时间8～50s，每旋涂一次即用超纯水清洗1分钟；旋涂完两个溶液作为一个层层自组装循环，共循环10～100次，然后氮气吹干即可。

实施例1

一种镁合金表面改性方法，具体步骤如下：

(1)基材预处理