“生物医用金属材料表面改性” 专题序言
2021-11-28曾荣昌
随着我国人民生活水平的提高和人口老龄化,生物材料迎来了快速发展时期。为促进材料学科与医学等学科交叉融合,本刊特策划一期“生物医用金属材料表面改性”专题。
本专题内容主要涉及可降解金属镁、锌及其合金生物学功能(抗肿瘤、抗菌)和耐蚀表面处理最新进展。其中,1 篇论文涉及异质金属诱发镁电偶腐蚀效应和氢气释放,以提高抗肿瘤效果;1 篇综述涉及水滑石涂层生物医用;1 篇论文涉及镁合金表面肝素/蒙脱石涂层的耐蚀性;2 篇论文分别涉及镁、锌合金表面含Cu、ZnO 涂层工艺及抗菌性能研究;4 篇论文涉及可降解金属镁和锌微弧氧化(micro-arc oxidation,MAO)处理。
张小农等调查了异质金属调控下医用镁的氢气释放对肿瘤细胞的影响。通过高纯镁与镁合金(AZ91)、纯钛(TA2)和不锈钢(316L)引发的电偶腐蚀效应,引起不同速率的氢气释放,以达到差异化的抗肿瘤效应。氢气释放48 h 后可显著地抑制Cal-62 肿瘤细胞增殖,抑制率最高可达55%。
张芬等综述了生物医用金属表面水滑石涂层研究进展,重点回顾了可降解医用金属(镁、锌及其合金)和不可降解医用金属(钛合金)表面单一和复合水滑石涂层的制备方法。邹玉红等开展了医用镁合金表面肝素/蒙脱石涂层耐蚀性研究,发现肝素/蒙脱石涂层具有良好的耐蚀性能,为镁合金血管支架的研究提供了一种新方案。
张淑芳等开展EDTA-CuNa2对医用镁合金微弧氧化膜性能影响研究。利用MAO 技术在镁合金表面生成含铜氧化膜。Cu 有双重作用:构成Cu/Mg 微电偶腐蚀电池,加速镁合金的腐蚀;覆盖在镁合金基体表面起着保护作用。朱世杰等开展了骨植入镁合金Mg-Zn-Y-Nd-Zr 表面覆载缓蚀剂姜黄素(Cur)的MAO/聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)复合涂层研究。姜黄素、PLGA最佳添加量分别为0.12%、12%。MAO/PLGA-Cur 涂层可有效地提高镁合金的耐蚀性。
杨柯等开展多孔镁表面MAO 涂层和氟化学转化涂层的对比研究。因两种膜层厚度差异明显,与氟化学转化涂层相比,MAO 涂层对多孔镁的防护作用更稳定。虽然MAO 涂层与氟化学转化涂层均能有效地提高多孔镁的耐蚀性能,但是MAO 涂层处理的多孔镁在降解过程中引起的环境酸碱度变化更适宜骨细胞增殖。
储成林等通过优化MAO 工艺参数来调控可降解金属纯锌的耐蚀性。MAO 处理可明显地提高纯锌表面润湿性,可通过调节MAO 工艺参数来改变膜层结构,优化亲水性和耐蚀性。刘德宝等开展ZnO 表面改性Zn-Cu 合金组织工程支架的研究,支架材料ZnO 表面改性明显改善润湿性。修饰后的Zn-3Cu 支架抑菌效果更优。
希望通过这些创新性工作,起到抛砖引玉的作用,促进医用金属材料及表面改性技术的进步。