本课题对 Mg-4.0Zn-0.8Sr 合金表面阳极氧化处理来优化其生物相容性和降解性能。主要研究工作和实验结果如下：

1.Mg-4.0Zn-0.8Sr(Wt.%)合金的铸态组织由 α-Mg、SrMg2、MgZn2 等相组成，并且合金的力学性能方面适用于生物材料。

2.Mg-4.0Zn-0.8Sr 合金在 Hank’s 溶液中腐蚀速率变化为腐蚀初期腐蚀速率很快，随后逐渐降低，并趋于稳定，最终腐蚀速率为 0.78 g/(cm2•h)。阳极氧化后 Mg-4.0Zn-0.8Sr 合金在 Hank’s 溶液中腐蚀速率变化与 Mg-4.0Zn-0.8Sr 合金相比，整个腐蚀过程都比较低，最终腐蚀速率为 0.45 g/(cm2•h)。

3.电化学腐蚀分析表明，在 Hank’s 中， Mg-4.0Zn-0.8Sr 合金的腐蚀电位为-1.4815 V，腐蚀电流密度约为 1.8681×10-5A•cm-2，而阳极氧化的 Mg-4.0Zn-0.8Sr 合金的腐蚀电位为 -1.4235V，腐蚀电流密度约为 8.4732×10 -7A•cm-2。由于阳极氧化涂层的保护，腐蚀电位提高，腐蚀电流大幅降低。阳极氧化涂层的存在使 Mg-4.0Zn-0.8Sr 合金的抗腐蚀性提高，与浸泡实验的结果保持了一致。

4.未处理 Mg-4.0Zn-0.8Sr 合金及阳极氧化 Mg-4.0Zn-0.8Sr 合金的溶血率分别为： 3.926%和 0.5305%。两种合金都可以用于生物材料，但是阳极氧化的涂层提高了合金的抗溶血性能，即从轻微的溶血现象发生变为几乎不发生溶血现象。

5.阳极氧化后合金和未处理的镁合金均会对生物体的肝细胞和肾细胞造成一定的损伤，阳极氧化后的 Mg-4.0Zn-0.8Sr 会促进骨组织的生长从而会造成部分骨细胞增生， 而 Mg-4.0Zn-0.8Sr 对骨细胞没有影响，此外两种合金对生物的脑细胞、神经细胞、肺细胞及肠细胞没有任何影响。

实验目的

本课题拟以Mg合金为对象，根据Sr 合金元素在人体内的作用以及对材料本身的组织性能、加工性能和腐蚀性能的影响，设计一种新型的适于生物植入的镁合金，并对其合金组织、力学性能、腐蚀性能和生物性能等进行研究，探索镁合金植入材料的制备技术基础理论，研制一种新型镁合金植入材料。

实验内容

(1)镁合金材料成分设计

通过镁合金锭坯熔炼、铸锭，制备出适于生物医用材料的 Mg-Zn-Sr 合金锭坯。

(2)镁合金力学性能实验

通过对合金拉伸试验、硬度测试，得出样品的弹性模量、抗拉强度和硬度等物理性能。与人体自然骨骼的力学性能比较，验证其做作为人体骨骼替代物的可行性。

(3)对合金进行表面处理

对合金进行合理阳极氧化的表面处理，使合金表面生成一层涂层。分析对比不同实验参数的阳极氧化膜耐腐蚀能力的影响，并对比其在 Hank，s 溶液中腐蚀性能。

(4)研究镁合金材料的腐蚀性能

本课题将对表面处理后 Mg-4.0Zn-0.8Sr 合金板材与未处理的样品进行体外模拟体验浸泡实验，并用失重法和电化学腐蚀方法比较二者的耐腐蚀能力的强弱。主要是腐蚀形貌的观察，降解速率的变化，电化学腐蚀的测定。

(5)镁合金材料生物相容性研究

作为生物材料来说，它的生物性能检测是必不可少的。生物相容性是指材料在宿主的特定环境和部位,与宿主直接或间接接触时所产生相互反应的能力。植入人体内的生物医用材料及各种人工器官、医用辅助装置等医疗器械,必须对人体无毒性、无致敏性、无刺激性、无遗传毒性和无致癌性,对人体组织、血液、免疫等系统不产生不良反应。因此,材料的生物相容性优劣是生物医用材料研究设计中要考虑的重要因素。本章用溶血试验，SD 大鼠体内植入试验来检验其生物相容性。

本课题对 Mg-4.0Zn-0.8Sr 合金表面阳极氧化处理来优化其生物相容性和降解性能。得出如下结论：

1.Mg-4.0Zn-0.8Sr(Wt.%)合金的铸态组织由 α-Mg、SrMg2、MgZn2 等相组成，并且合金的力学性能方面适用于生物材料。

2.Mg-4.0Zn-0.8Sr 合金在 Hank’s 溶液中腐蚀速率变化为腐蚀初期腐蚀速率很快，随后逐渐降低，并趋于稳定，最终腐蚀速率为 0.78 g/(cm-2•h)。阳极氧化后 Mg-4.0Zn-0.8Sr 合金在 Hank’s 溶液中腐蚀速率变化与 Mg-4.0Zn-0.8Sr 合金相比，整个腐蚀过程都比较低，最终腐蚀速率为 0.45 g/(cm-2•h)。

3.电化学腐蚀分析表明，在 Hank’s 中， Mg-4.0Zn-0.8Sr 合金的腐蚀电位为-1.4815 V，腐蚀电流密度约为 1.8681×10-5 A•cm-2，而阳极氧化的 Mg-4.0Zn-0.8Sr 合金的腐蚀电位为 -1.4235V，腐蚀电流密度约为 8.4732×10 -7 A•cm-2。由于阳极氧化涂层的保护， 腐蚀电位提高，腐蚀电流大幅降低。阳极氧化涂层的存在使 Mg-4.0Zn-0.8Sr 合金的抗腐蚀性提高，与浸泡实验的结果保持了一致。

4.未处理 Mg-4.0Zn-0.8Sr 合金及阳极氧化 Mg-4.0Zn-0.8Sr 合金的溶血率分别为： 3.926%和 0.5305%。两种合金都可以用于生物材料，但是阳极氧化的涂层提高了合金的抗溶血性能，即从轻微的溶血现象发生变为几乎不发生溶血现象。

5.两种合金对生物的脑细胞、神经细胞、肺细胞及肠细胞没有任何影响。在炎症急发期均会对生物体的肝细胞和肾细胞造成一定的损伤，炎症期过后可获得恢复，阳极氧化后的 Mg-4.0Zn-0.8Sr 会促进骨组织的生长从而会造成部分骨细胞增生， 而Mg-4.0Zn-0.8Sr 对骨细胞没有影响。