鎂及其合金因其優(yōu)良的生物活性、生物相容性、機械強度、可降解性能，物理性質(zhì)接近骨皮質(zhì)，受到骨移植研究人員的廣泛關(guān)注。但超快的降解率往往導(dǎo)致機械完整性的過早喪失和局部氫氣的積累，限制了其臨床應(yīng)用。因此，合金化、優(yōu)越的加工技術(shù)和表面改性技術(shù)已用于提高鎂及其合金的耐腐蝕性。其中，等離子體電解氧化（PEO）工藝生產(chǎn)的涂層具有經(jīng)濟、耐腐蝕、硬度高、耐磨、耐高溫高壓、粘附等特點，是提高鎂合金耐腐蝕性能的最實用、最有效的方法之一。但其孔隙率限制了PEO技術(shù)提高鎂及其合金的耐腐蝕性能。

針對這一問題，廣東省科學(xué)院生物與醫(yī)學(xué)工程研究所智能植介入材料團隊創(chuàng)新性地在PEO過程中引入了磁場，探討了磁場力在電解質(zhì)中顆粒形成、PEO涂層在Mg上的生長及僅在普通陽極氧化階段涂層生長的影響。

PEO涂層制備過程中引入磁場力顯著提升材料的耐腐蝕性能

研究團隊發(fā)現(xiàn)，磁場力顯著、充分和均勻地改善了電解質(zhì)中的混合成分，通過增加電解質(zhì)的導(dǎo)電性，降低了PEO涂層形成的能量，從而降低了擊穿電壓，進而降低了PEO涂層的孔隙率（從17.52%降至0.58%）和接觸角。與非磁性作用組相比，磁場力組的腐蝕電流密度下降了一個數(shù)量級。較低的孔隙率能抑制腐蝕介質(zhì)滲入涂層的內(nèi)部區(qū)域，及隨后向下滲入基材的進程，從而提高涂層的耐腐蝕性能。在磁場力下長時間制備的帶PEO涂層的鎂比不含涂層和其他涂層的降解程度要低，這使得它們更適合用于骨科植入物。

含PEO涂層鎂樣品腐蝕過程示意圖

相關(guān)成果發(fā)表于材料科學(xué)類頂級期刊Journal of Alloys and Compounds，許為康博士為論文第一作者。該研究工作得到了廣東省科學(xué)院建設(shè)國內(nèi)一流研究機構(gòu)行動專項、廣東省科技計劃項目的支持。