镁及镁合金与传统医用金属材料相比较,除了具有重量轻、高生物相容性、无毒等优点外,其最大特点就是在人体类可以完全降解,避免二次手术给患者带来的疼痛和经济负担,以及植入物长期存在于体内带来的隐患,受到了生物医学界的广泛关注。同时,镁基体在降解时缓慢释放的镁离子对眼科疾病治疗也具有积极作用。目前在眼内植入惰性房水引流装置的治疗中,常因异物引起的炎症反应发生瘢痕化导致治疗失败,因此将镁基材料用于青光眼治疗中的房水引流装置中极具开发潜力。然而镁及其合金因活性较高,在植入人体后会立即发生腐蚀产生大量氢气使pH升高,这对植入部分及周围阻止都是不利的。因此,本文将通过表面改性调控镁基体的降解速度并改善其生物相容性。主要研究工作分为以下几个部分:(1)通过水热法在镁基体表面获得带活性羟基的氢氧化镁膜,作为保护基体和提高与硅烷结合的预处理层;其次利用正交实验分析方法对硅烷膜的制备进行工艺参数优化,结果表明硅烷膜制备的最佳工艺参数为硅烷体积分数7%,水解时间48 h,固化温度120℃,固化时间90 min;最后在最佳工艺制备的硅烷膜上制备经EDC/NHS交联改性的透明质酸钠膜,相比于常温干燥法,冷冻干燥法得到的透明质酸钠膜具有更好的耐腐蚀性能。(2)通过一系列表征手段对改性前后的纯镁进行耐腐蚀性能和理化性能进行研究。电化学结果表明,复合膜的腐蚀电流密度减小了两个数量级,阻抗值增加了三个数量级,纯镁的耐腐蚀性能得到极大的提升。水热法制备的氢氧化镁由六边形的纳米片状组成,粗糙度最大为380.0 nm,膜层厚度17.3μm;硅烷呈“纤维状”结构均匀排列,粗糙度减小到96.2 nm,膜层厚度约为2μm;膜厚为1μm的透明质酸钠呈空间网状结构,粗糙度进一步减小到48.5 nm。Mg-OH表面上的活性羟基使样品呈现亲水性,Mg-B中疏水性基团Si-O-Si使材料表面呈现出疏水性,Mg-B-CHA中的亲水性基团会使材料表面呈现出亲水性。复合涂层的结合力从Mg-B的17.8 N提高到Mg-B-CHA的27.9 N,表明复合涂层具有很好的结合强度,有利于材料在恶劣环境下抗崩塌。(3)析氢实验、pH测量、镁离子浓度结果均表明各个样品在浸泡初期由于镁基体的腐蚀,各测量值的变化速率逐渐增大,随后由于复合涂层对水分子和氯离子的阻挡作用,各测量值增长速率减缓,且都小于未改性的纯镁。在长期浸泡实验中,Mg、Mg-OH和Mg-B主要以块状形式发生脱落,而Mg-B-CHA在浸泡时分子量逐渐下降,涂层减薄,最终破裂成片。在浸泡28天后还存在复合涂层,表明改性后的纯镁具有很好的耐腐蚀性能。细胞实验表明复合涂层改性镁材料细胞毒性等级为1级,表现出很好的细胞相容性;植入动物体内初步结果显示,相比于Mg,Mg-B-CHA具有较低的腐蚀降解速度,和较低的炎性细胞反应;植入期间,动物体眼部功能正常,无明显的排斥反应和不良反应。本文研究结果表明硅烷/透明质酸钠复合涂层改性纯镁有希望用于房水引流装置中,为眼科疾病的治疗带来新的方向。