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镁合金腐蚀降解行为是其作为生物医用可降解材料的关键,其腐蚀降解速度主要受自身属性和介质环境两方面因素的影响。正确认识人体体液环境对镁合金腐蚀降解行为的影响,对镁合金的生物医用研究有着重要的理论价值和实践意义。目前的研究表明,镁合金的体外腐蚀实验结果与动物体内植入试验结果存在较大差异,部分原因可能在于使用的模拟体液不含有蛋白质等有机成分。本课题特别针对人体体液中的重要有机成分-蛋白质,基于不同的母液,如蒸馏水,磷酸盐模拟体液(PBS)以及单一体液阴离子溶液,系统考察了白蛋白与纤维蛋白原对镁合金腐蚀降解行为的影响,以期为生物医用镁合金的研究开发提供有价值的参考。本文研究了BSA(牛血清白蛋白)与Fb(牛血清纤维蛋白原)作用下纯镁与AZ91D镁合金的腐蚀降解行为。采用析氢、失重法测量镁合金腐蚀速度,并对腐蚀产物进行EDS及XRD分析;利用现代电化学手段检测其腐蚀降解动力学;最后结合原位腐蚀现象与腐蚀形貌提出蛋白质对镁合金腐蚀降解的影响机制。研究结果表明:在蒸馏水介质中,白蛋白和纤维蛋白原均能促进纯镁和AZ91D镁合金的腐蚀。纯镁在10 g/l BSA与4 g/l Fb作用下的腐蚀速率约为蒸馏水中的3.5倍和3倍;AZ91D在10 g/l BSA与4 g/l Fb作用下的腐蚀速率约为蒸馏水中的3倍和2.5倍。在含有两种蛋白的蒸馏水介质中,纯镁及AZ91D的腐蚀呈现出点蚀和丝状腐蚀相混合的特征。电化学腐蚀测试表明,白蛋白和纤维蛋白原作用下纯镁及AZ91D的开路腐蚀电位在1.5~1.7 V之间微小变化。在含有两种蛋白的蒸馏水介质中,蛋白质促进纯镁与AZ91D的腐蚀阴极反应,导致其腐蚀的增强。在磷酸盐缓冲液(PBS)中,白蛋白和纤维蛋白原对纯镁和AZ91D的初期腐蚀存在显著影响。白蛋白或纤维蛋白原促进纯镁和AZ91D表面磷酸镁盐的沉淀析出。电化学腐蚀测试表明,白蛋白与纤维蛋白原使开路腐蚀电位正移和腐蚀电流密度的降低。较PBS溶液相比,纯镁在含有10 g/l BSA的PBS的开路腐蚀电位正移30 mV左右,腐蚀电流密度下降一个数量级左右。在上述两种蛋白的作用下,纯镁与AZ91D镁合金的电化学交流阻抗谱图出现3个时间常数,分别对应双电层产生的容抗、磷酸镁盐膜层产生的容抗和蛋白质吸附解吸附产生的感抗。当白蛋白与氯离子、碳酸氢根、磷酸二氢根以及硫酸根共存时,两者间的协同作用导致纯镁在含有不同阴离子溶液中的腐蚀行为出现变化。具体表现为:白蛋白在氯离子介质中促进纯镁的腐蚀降解,而在碳酸氢根、磷酸二氢根与硫酸根介质中对纯镁的腐蚀有抑制作用。10 g/l BSA可以使纯镁在0.8 % NaCl中的腐蚀速率约增加9倍,而使纯镁在0.2 % NaHCO3、2 % NaH2PO4及0.1 % Na2SO4中的腐蚀速率降低为原始速度的2/5、1/2与2/3。