镁的密度、弹性模量等综合力学性能与人体骨骼相近。更重要的是,镁与人体的相容性好,溶解的镁离子正是人体必需的元素。早期的临床应用证实了镁金属的生物相容性以及应用于生物医用材料的可行性,镁能在体液中形成可溶的、无毒的氧化物,通过体内的代谢达到平衡,使镁合金材料在人体内逐步降解吸收,然后随尿液排出体外。所以,镁合金是一种有潜力的人体植入材料。本论文对高纯镁(99.99%),AZ91D和Mg-3.0Nd-0.2Zn-0.4Zr(以下简称JDBM)合金材料进行了一系列的测试与分析,包括腐蚀前的金相显微组织观察、模拟体液(SBF)腐蚀过程中的失重分析、pH值变化分析、析氢速度测试、腐蚀产物物相分析、腐蚀前后试样表面形貌的扫描电镜观察分析、电化学测试、力学性能测试、细胞毒性测试、溶血实验测试以及挤压和阳极氧化表面改性等,结果表明:固溶状态下,在Hank’s模拟体液中,JDBM的平均腐蚀速率可为0.25mm/year,接近高纯Mg(0.20mm/year),远低于AZ91D(2.64mm/year);JDBM周围模拟体液的pH值变化幅度和规律均很接近于高纯镁,在120h内从最初的7.4稳定在了最后的8.6左右,而AZ91D则在最后达到了10.2左右。所以JDBM的植入不会引起植入部位周围pH值的较大变动,有利于维持体内原有的最佳生理环境;三种镁合金表面的腐蚀产物主体成分均为Mg(OH)2加少量的羟基磷灰石(Ca10(P04)6(OH)2)与(Ca,Mg)3(PO4)2。羟基磷灰石的存在可提高材料的生物相容性和骨结合能力;高纯镁和JDBM的腐蚀方式为均匀腐蚀,降解膜层为网状结构,在膜层脱落的部位会重新生成一层新的保护膜。而AZ91D的腐蚀方式为点蚀,试样表面存在许多点蚀坑洞;阻抗频谱和动电位极化曲线也验证了三种材料的耐蚀性按照AZ91D,JDBM和高纯镁的顺序依次递增的规律;细胞毒性实验表明三种镁合金均没有细胞毒性(Р>0.05),JDBM在三种材料中的溶血率最低,但仍然高达55.2%,没有达到标准GB/T16886.4-2003中规定的“<5%”的要求。挤压状态下,挤压态的JDBM合金的金相组织得到了很大的细化,相对于固溶态JDBM,在模拟体液中的降解速度从0.25mm/year降低到了0.14mm/year,析氢速度也有所降低,腐蚀表面仍然平整,腐蚀方式仍然为均匀腐蚀。阳极氧化状态下,对于阳极氧化处理后的AZ91D和JDBM合金,试样表面形成了一层具有微孔结构的保护性陶瓷膜层,有利于成骨细胞附着、骨组织长入的表面形貌,提高了生物相容性,实现了金属与陶瓷的优点的有机结合。在模拟体液浸泡实验过程中,阳极氧化处理后的试样的析氢速率在开始阶段几乎为零,阻抗频谱数据也显示材料的耐蚀性得到了很大程度的提高。