镁合金在模拟人体体液中降解及摩擦磨损机理

朱宁1,倪明1,2,诸婧怡3,孙笑晗3,王东胜3,常雪婷3,孙万驹2 (1.上海理工大学健康科学与工程学院;2.上海市浦东新区人民医院骨科;3.上海海事大学海洋科学与工程学院)

摘要: 镁金属具有良好的生物学特性,且植入人体内后能够迅速降解直至完全消失,但由于镁的化学性质较活泼,容易与人体体液发生氧化反应,从而被迅速腐蚀,无法满足髓内钉需要一定降解周期的使用要求,尤其是承载后,摩擦-腐蚀耦合作用可能进一步加剧其降解。通过腐蚀形貌观察、腐蚀速率测试、电化学极化曲线以及摩擦磨损试验等,综合分析了纯镁和镁合金在模拟人体体液(SBF)中的腐蚀速率及摩擦磨损性能。结果表明:镁合金在模拟人体体液中的腐蚀速率较纯镁降低了50%,约为3.98 mm/a;在干摩擦条件下,镁合金的摩擦因数较纯镁的略有下降,磨损量也明显降低;在SBF介质环境中,两种材料的腐蚀都以吸氧腐蚀为主,决定腐蚀速率的主要因素是阳极的极化过程。

关键词: 医用材料;镁合金;模拟人体环境;腐蚀;摩擦磨损