隨著我國人民生活水平的提高和人口老齡化,生物材料迎來了快速發展時期。為促進材料學科與醫學等學科交叉融合,本刊特策劃一期“生物醫用金屬材料表面改性”專題。
本專題內容主要涉及可降解金屬鎂、鋅及其合金生物學功能(抗腫瘤、抗菌)和耐蝕表面處理最新進展。其中,1 篇論文涉及異質金屬誘發鎂電偶腐蝕效應和氫氣釋放,以提高抗腫瘤效果;1 篇綜述涉及水滑石涂層生物醫用;1 篇論文涉及鎂合金表面肝素/蒙脫石涂層的耐蝕性;2 篇論文分別涉及鎂、鋅合金表面含Cu、ZnO 涂層工藝及抗菌性能研究;4 篇論文涉及可降解金屬鎂和鋅微弧氧化(micro-arc oxidation,MAO)處理。
張小農等調查了異質金屬調控下醫用鎂的氫氣釋放對腫瘤細胞的影響。通過高純鎂與鎂合金(AZ91)、純鈦(TA2)和不銹鋼(316L)引發的電偶腐蝕效應,引起不同速率的氫氣釋放,以達到差異化的抗腫瘤效應。氫氣釋放48 h 后可顯著地抑制Cal-62 腫瘤細胞增殖,抑制率最高可達55%。
張芬等綜述了生物醫用金屬表面水滑石涂層研究進展,重點回顧了可降解醫用金屬(鎂、鋅及其合金)和不可降解醫用金屬(鈦合金)表面單一和復合水滑石涂層的制備方法。鄒玉紅等開展了醫用鎂合金表面肝素/蒙脫石涂層耐蝕性研究,發現肝素/蒙脫石涂層具有良好的耐蝕性能,為鎂合金血管支架的研究提供了一種新方案。
張淑芳等開展EDTA-CuNa2對醫用鎂合金微弧氧化膜性能影響研究。利用MAO 技術在鎂合金表面生成含銅氧化膜。Cu 有雙重作用:構成Cu/Mg 微電偶腐蝕電池,加速鎂合金的腐蝕;覆蓋在鎂合金基體表面起著保護作用。朱世杰等開展了骨植入鎂合金Mg-Zn-Y-Nd-Zr 表面覆載緩蝕劑姜黃素(Cur)的MAO/聚乳酸-羥基乙酸(PLGA)復合涂層研究。姜黃素、PLGA最佳添加量分別為0.12%、12%。MAO/PLGA-Cur 涂層可有效地提高鎂合金的耐蝕性。
楊柯等開展多孔鎂表面MAO 涂層和氟化學轉化涂層的對比研究。因兩種膜層厚度差異明顯,與氟化學轉化涂層相比,MAO 涂層對多孔鎂的防護作用更穩定。雖然MAO 涂層與氟化學轉化涂層均能有效地提高多孔鎂的耐蝕性能,但是MAO 涂層處理的多孔鎂在降解過程中引起的環境酸堿度變化更適宜骨細胞增殖。
儲成林等通過優化MAO 工藝參數來調控可降解金屬純鋅的耐蝕性。MAO 處理可明顯地提高純鋅表面潤濕性,可通過調節MAO 工藝參數來改變膜層結構,優化親水性和耐蝕性。劉德寶等開展ZnO 表面改性Zn-Cu 合金組織工程支架的研究,支架材料ZnO 表面改性明顯改善潤濕性。修飾后的Zn-3Cu 支架抑菌效果更優。
希望通過這些創新性工作,起到拋磚引玉的作用,促進醫用金屬材料及表面改性技術的進步。