圖1 生物醫學鎂合金表面涂層方法的分類和相互聯系

鎂合金化學轉化膜是由鎂基體與成膜液間通過化學反應形成的，通常在水溶液中進行，過程包含金屬溶解和沉淀物析出。由于基體直接參與成膜過程，涂層和基體之間的結合力比較強，可以作為一種提高外層與鎂合金基體結合力的打底層；

鎂合金沉積涂層是指其基底不參與涂層形成的非原位涂層，基體與涂層之間是由分子間力（如靜電力、氫鍵等）和機械力來連接。由于沉積層與基體結合力弱，不適合作為中間層，一般多用作最外層或功能層。沉積涂層的成分是靈活多樣的，具有良好的生物活性，可以作為復合涂層的表面層，實現涂層的多功能化。本文介紹了共沉積涂層、物理氣相沉積涂層、原子層沉積涂層、電沉積涂層和簡單的浸漬涂層。

鎂合金機械涂層是指在嚴重塑性變形過程中產生的變形表面和亞表面，制備過程中不涉及化學反應。在不引入任何物質（如沉積礦物和附著有機物）的情況下，獲得了一層不同于原始表面的精細結構。重點介紹了攪拌摩擦加工和噴丸處理兩種機械處理涂層方法。與傳統的化學涂層相比，機械涂層與基體具有更好的結合力。此外，經過機械加工的表面層可以進行進一步的化學后處理，進一步實現各種功能。

本文也介紹了滿足醫用鎂合金各種需求的多功能復合涂層。可降解生物醫用鎂合金表面理想的功能涂層應具備自降解、生物活性或生物相容性、抗菌和載藥等性能，腐蝕速率的可控性也是關鍵。為了使涂層具備以上一種或多種功能，介紹了多種涂層的復合策略和方法。其中包括自催化/自降解涂層、生物活性/生物相容性涂層、抗菌涂層、載藥涂層和復合涂層。

可降解生物醫用鎂合金表面理想的涂層材料應具有耐腐蝕、自降解、生物相容性和載藥性能等功能，但是目前很難同時達到以上效果。尤其對于可降解的醫用鎂合金作為植入材料，要達到可控腐蝕速率的效果是相當困難的。因此，生物醫用鎂合金涂層的發展仍然面臨著巨大的挑戰。

同時還指出鎂合金陽極型涂層或許是鎂合金植入材料的理想選擇。基體表面陽極型涂層會優先降解，保持基體金屬早期不發生明顯腐蝕并保持一定的力學強度，并實現可控降解。

文章發表

該綜述發表在《Journal of Magnesium and Alloys》2020年第8卷第1期：

[1] Z.-Z. Yin, W.-C. Qi, R.-C. Zeng, X.-B. Chen, C.-D. Gu, S.-K. Guan, Y.-F. Zheng, Advances in coatings on biodegradable magnesium alloys, Journal of Magnesium and Alloys 8(1) (2020) 42-65.

中文摘要

生物醫用鎂及其合金由于耐蝕性差，在臨床上的應用受到很大限制。除元素合金化之外，表面改性和功能化是提高鎂合金耐蝕性的主要途徑。本文總結了最近二十年來鎂合金表面可生物降解涂層的最新研究進展，試圖建立一個可降解鎂合金表面改性涂層的知識框架體系；討論了轉化膜、沉積膜、機械涂層和功能涂層的性質，其制備方法和面臨的問題；重點介紹了化學轉化和沉積涂層的組成，以及如何解決單一生物醫用材料涂層的附著力、耐腐蝕性和生物相容性不足等問題；討論了復合涂層結構和功能一體化的綜合問題。

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