3.5膜层物相及红外分析 19

3.6膜层接触角分析 20

3.7电化学实验对比耐蚀性 21

3.8本章小结 21

第四章体外浸泡实验下性能测试及分析 23

4.1浸泡实验下膜层的表面形貌 23

4.2元素分析与物相分析 24

4.3SBF溶液的PH变化和试样重量变化 26

4.4本章小结 26

结论 28

致谢 29

参考文献 30

第一章绪论

1.1研究背景及意义

材料是人类赖以生存和发展的物质基础。随着人类社会的高速发展，各类材料的用量激增,传统材料已经不能满足人们的使用需求，新材料的研究逐渐成为了各国研究的重点。作为材料的分支，医用生物材料是国家重点支持的高新项目之一。由于交通事故和运动创伤频发，骨损和骨折等情况时有发生，医用生物材料的使用也越来越频繁。生物医用材料是指一类可用于对生物体进行诊断、治疗、修复和置换坏损组织、器官或增进其功能的材料。目前使用较多的生物医用材料包括金属材料、陶瓷材料和有机高分子材料等[1]。其中金属生物医用材料包括不锈钢、钛基合金、钴基合金等，由于此类材料具有较高的机械强度、容易进行加工和化学性能稳定等优点，其普遍用于硬组织替换、软组织修复和人工器官制造等医学领域；但是其缺点也非常明显，例如在人体内无法自发降解，需要二次手术取出，增加了患者的痛苦和经济负担。此外，金属材料力学性能通常与人骨差异较大，容易造成应力遮挡效应，而且许多金属会分解出含有毒性的金属离子，可能引发炎症从而对人体产生副作用。目前临床上有一些高分子材料可以作为生物硬组织的替代物，但这些可降解聚合物材料仍有明显缺陷，其力学性能不够稳定，而且降解产生的酸性环境也会引发炎症。因此急需研发一种新型具有良好生物相容性和稳定力学性能的可降解生物金属材料。

镁是一种具有潜力的生物医用材料。镁作为人体中不可或缺的重要元素，是人类及哺乳动物所必需的常量元素，在人体中含量仅次于钙、钠、钾。镁离子参与人体体内一系列的新陈代谢过程，包括骨组织的改建和稳定，也与神经肌肉和心脏功能有着密切的联系。研究表明镁及其合金具有与人骨十分接近的密度和杨氏弹性模量(45GPa)，这使得生物植入镁合金能有效降低应力遮挡效应[2]。因此，镁及镁合金是一种很有潜力的医用植入材料。镁的标准平衡电位为-2.37V，具有较差的化学稳定性、表面耐蚀性和耐磨性。这严重抑制其在生物医学上的应用与发展。因而需要对镁合金进行表面改性，提高其耐蚀性及生物活性。

1.2镁合金性能特点及其生物医用前景分析

1.2.1镁合金特点

金属镁具有比强度高、密度小、容易加工等一系列特点，但是同时存在着耐蚀性、耐磨性差等缺点，纯镁不适合用作结构材料。镁合金作为最轻的工程金属材料与其他材料相比具有许多特点：

(1)镁合金密度小质量轻，密度大约为1.76-1.85g/cm3，约为钢的2/9，铝的2/3。镁合金广泛用于航天航空、汽车制造、机械重工等领域可以大大减小质量，对性能提升和环境保护方面起着重要的作用。此外，镁合金的密度与人骨十分接近，很有希望成为新型的人体植入材料。