[發明專利]在鎂合金表面制備的羥基磷灰石超疏水膜層及方法與應用

有效

• 申請號: 201610602935.6
• 申請日: 2016-07-27
• 公開（公告）號: CN106282975B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 康志新;張俊逸;牛蕾
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C23C18/12
• 分類號: C23C18/12;A61L27/04;A61L27/32;A61L27/58;A61L31/02;A61L31/08;A61L31/14
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

本發明屬于金屬材料表面處理技術領域，公開了在鎂合金表面制備的羥基磷灰石超疏水膜層及方法與應用。所述方法為(1)預處理：將鎂合金進行表面預處理；(2)混合溶液的配制：采用乙醇和水將乙酸鈣、磷酸二氫鈉和脂肪酸配制成溶液，得到混合溶液；(3)將鎂合金與混合溶液同時置于水熱反應釜中，在100～230℃下反應1～3h，得到羥基磷灰石超疏水膜層。本發明在鎂合金表面水熱法一步制備羥基磷灰石超疏水膜層，該方法簡單；超疏水表面羥基磷灰石分布均勻，能顯著提高鎂合金的耐腐蝕性能；該膜層用于醫用鎂合金領域。

技術領域

本發明屬于金屬材料表面處理技術領域，涉及一種在鎂合金表面制備羥基磷灰石超疏水膜層的方法以及采用該方法制備得到的羥基磷灰石超疏水膜層和該膜層的應用。

背景技術

近年來，隨著人們生活質量的提高，生物醫療器械的需求逐年增加。鎂及其合金作為一種新型的生物可降解材料，由于其良好的組織相容性，無毒副作用，與人體骨骼相近的密度、彈性模量和良好的力學性能，受到了企業和研究者的廣泛關注。然而，鎂標準電極電位(-2.37V)較低，腐蝕速率過快。這會導致鎂合金植入材料在組織尚未完全愈合前就已被嚴重腐蝕而失去支撐作用，進而影響機體生理功能。

針對鎂合金耐腐蝕性能差的問題，科研工作者們展開了大量的研究，其中在鎂合金表面制備一層耐腐蝕性能優異的防護膜層是最快捷和實用的方法。鎂合金表面的防腐蝕膜層能有效防止基體鎂合金的腐蝕，使其在材料植入人體的初期保持完整的幾何結構和力學性能。在眾多防腐蝕膜層中，羥基磷灰石膜層由于其優異的生物相容性和骨傳導性而備受關注。例如專利號為ZL201410118521.7、名稱為“一種直接制備含有羥基磷灰石的微弧氧化陶瓷膜的方法”的專利中公開了一種采用微弧氧化工藝制備羥基磷灰石膜層的方法。Dunne等(C.F.Dunne,G.K.Levy,O.Hakimi,E.Aghion,B.Twomey,K.T.Stanton.Corrosionbehaviour of biodegradable magnesium alloys with hydroxyapatite coatings[J].Surface&Coatings Technology,2016,289:37–44)采用爆炸噴涂技術在不同鎂合金表面制備羥基磷灰石膜層，其耐腐蝕性能較未噴鍍鎂合金提高了1倍。雖然經表面羥基磷灰石處理后的鎂合金耐腐蝕性能普遍升高，但由于表面致密性和鈣磷膜層性能的影響，仍然不能滿足生物醫用植入材料對腐蝕性能的要求。

自然界中以荷葉為代表的超疏水表面由于不沾水、自清潔等眾多獨特的功能引起了廣大學者的極大興趣。在鎂合金表面制備不沾水的超疏水表面能有效地阻礙水及水溶液在固體表面的潤濕面積，使鎂合金表面的腐蝕速率大大降低。因此在鎂合金表面制備羥基磷灰石超疏水膜層能在獲得羥基磷灰石高生物相容性的基礎上，顯著提高鎂合金耐腐蝕性能，達到生物醫用植入材料的腐蝕要求。

發明內容

為了解決現有技術中制備羥基磷灰石超疏水膜層制備工藝復雜和設備要求高的問題，同時為了提高鎂合金耐腐蝕性能，本發明的首要目的在于提供一種在鎂合金表面制備羥基磷灰石超疏水膜層的方法，該法為一步水熱法。利用該方法對鎂合金表面處理后，得到的鎂合金具備超疏水性能，且耐腐蝕性能優異，可作為生物醫用植入鎂合金表面的處理技術。

本發明的另一目的在于提供上述方法制備得到的羥基磷灰石超疏水膜層。

本發明的再一目的在于提供上述羥基磷灰石超疏水膜層的應用。所述羥基磷灰石超疏水膜層應用于醫用鎂合金。

本發明目的通過以下技術方案實現：

一種在鎂合金表面制備羥基磷灰石超疏水膜層的方法，包括如下步驟：

(1)預處理：將鎂合金進行表面預處理

(2)混合溶液的配制：采用乙醇和水將乙酸鈣、磷酸二氫鈉和脂肪酸配制成溶液，得到混合溶液；所述脂肪酸為硬脂酸或十四酸中的一種以上；