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医用镁合金表面改性结合抗菌性能研究进展
摘要
随着医用镁材料在医学应用领域的不断推广使用，材料表面的抗菌性能日益受到关注。本文综述了医用镁合金表面改性的研究进展，并重点探讨了以抗菌为目的的改性方法。目前常见的镁合金表面改性方法包括化学沉积、离子注入、电沉积、阳极氧化等。其中，阳极氧化是一种效果较为显著的表面改性方法，可以在材料表面形成一层陶瓷氧化膜，这种膜具有优良的耐腐蚀性和韧性。同时，还可以通过在氧化膜中掺入抗菌元素，如Ag、Cu等，来达到抑菌的目的。因此，将阳极氧化和掺杂抗菌元素技术结合，可以显著提高医用镁合金的抗菌性能，具有重要的应用潜力。
关键词：医用镁合金；表面改性；抗菌性能；阳极氧化
Abstract
Withtheincreasingpromotionandapplicationofmedicalmagnesiummaterialsinthemedicalfield,theantimicrobialpropertiesofmaterialsurfaceshavebecomeincreasinglyimportant.Thisarticlereviewstheresearchprogressofthesurfacemodificationofmedicalmagnesiumalloys,andfocusesonthemodificationmethodsaimedatantibacterialproperties.Commonsurfacemodificationmethodsformagnesiumalloysincludechemicaldeposition,ionimplantation,electroplating,anodization,etc.Amongthem,anodizationisamoreeffectivesurfacemodificationmethod,whichcanformaceramicoxidefilmonthesurfaceofthematerial.Thisfilmhasexcellentcorrosionresistanceandtoughness.Atthesametime,antibacterialelementssuchasAgandCucanbedopedintotheoxidefilmtoachievethepurposeofbacteriostasis.Therefore,thecombinationofanodizationanddopingantibacterialelementstechnologycansignificantlyimprovetheantibacterialpropertiesofmedicalmagnesiumalloysandhasimportantapplicationprospects.
Keywords:medicalmagnesiumalloy;surfacemodification;antibacterialproperties;anodization
1.引言
医用镁合金作为一种新型生物医用材料，具有良好的生物相容性、生物可吸收性和机械性能，被广泛应用于矫形外科、心血管等医疗领域[1,2]。随着应用领域的不断扩大，材料表面的抗菌性能成为了一个受关注的环节。在手术或植入的过程中，细菌等微生物可能会通过材料表面进入人体内部，引发感染。因此，增强医用镁合金表面的抗菌性能，具有重要的临床意义[3,4]。
2.医用镁合金表面改性的研究方法
医用镁合金表面改性是一种改善其性能的关键措施，目前主要的表面改性方法包括化学沉积、离子注入、电沉积、阳极氧化。下面将介绍这些常见的表面改性方法。
2.1化学沉积
化学沉积是一种将化学物质沉积在材料表面的方法，可在表面形成一层薄膜或涂层。该方法需要将材料浸泡在预处理液中，使其表面生成化学反应，从而在表面形成一层有机或无机材料的膜。化学沉积的优点是过程简单，成本低廉，但存在着沉积膜附着性差和容易剥落等问题[5]。
2.2离子注入
离子注入是一种利用离子束轰击表面，使表面形成一层掺杂层的方法。离子注入可以通过改变材料表面的化学成分和结构来改善材料的性能，例如抗腐蚀性、耐磨性、导电性等。但是离子注入的过程需要设备投入大，成本高，并且容易产生高温和剧烈的离子束，可能会损伤材料的表面[6]。
2.3电沉积
电沉积是一种在表面上电化学方法，将离子沉积在材料表面的方法。电沉积可以形成一层均匀、致密的涂层，并且可以沉积各种金属或合金。但是，电沉积的过程比较复杂，需要控制电沉积条件，例如电流密度、温度和PH值等，以便得到良好的沉积涂层[7]。
2.4阳极氧化
阳极氧化是一种利用电化学方法，在金属表面形成一层氧化膜的方法