1 引言

镁及镁基材料具有良好生物相容性、骨传导性、可降解性，力学特性与骨组织相似等优点，同时镁离子又是体内必需离子，这使之有希望成为骨科新型可降解植入金属材料。纯镁由于其低耐蚀性并因腐蚀产生大量的氢气，产生严重难以吸收的气肿导致使用受到限制。因此，提高抗腐蚀性能是目前镁合金开发的热点方向。

2 镁合金表面涂层的研究进展

2.1 镁合金的性质与面临的问题

镁合金因其具有密度低、比性能好、减震性能好、导电导热性能良好、工艺性能良好等特点,被广泛应用于汽车制造、航空航天、通讯、光学仪器、军工工业和计算机制造业等领域。但由于镁的化学稳定性低，电极电位很负，而且镁合金耐蚀性差，易于氧化燃饶，耐热性差，这在某种程度上制约了镁合金的广泛应用。因此，镁合金表面的腐蚀与防护就成为镁合金应用中首先要解决的问题。

添加合金元素是提高镁的力学性能和抗腐蚀性的重要措施，而保护性涂层能进一步提高镁的抗腐蚀性和生物相容性。研究发现多孔的AZ91D镁合金支架具有适当降解率，可刺激外周骨重建，具有较好的生物相容性^[1,2]。晶体LAE442镁合金具有低腐蚀率和可接受的宿主体内反应，其涂层可进一步降低腐蚀率。Ca-P涂层镁合金可被转化成羟基磷灰石，从而提高镁表面细胞相容性，保护镁合金不被快速腐蚀。

人体骨骼和牙齿的主要组成元素是钙和磷，钙磷化合物在正常人体骨骼中质量比和体积比分别约为90%和70%。其中最主要的钙磷石是羟基磷灰石（Ca10(PO4)6(OH)2，HA），因其碱式结构在弱碱性的人体环境中能够稳定存在（人体环境 pH=7.4）。其它钙磷石^[3]包括二水合磷酸氢钙^[3]（CaHPO4#183;2H2O，DCPD）、磷酸三钙（Ca3(PO4)2，TCP）、磷酸八钙（Ca8H2(PO4)6#183;5H2O, OCP）、缺钙型羟基磷灰石（Ca8(PO4)5(OH)，CDHA）等。这些钙磷石经过高温及碱热处理之后，都会转化为在碱性条件下最稳定的羟基磷灰石。钙磷石的元素组成与人体骨骼的相似性决定了钙磷石作为生物涂层对金属生物材料与骨骼之间相容性的提高。

2.2镁合金表面处理方法

2.2.1 化学转化膜法

在由镁或其合金制成的基板上形成化学转化膜^[4]的方法，包括以下步骤：（a）用酸或碱的水溶液蚀刻所述基材的表面; （b）将蚀刻的基材浸入基本上不含氟离子的基于磷酸盐的化学转化溶液中;（c）在所述浸渍步骤的至少一部分期间向所述基底施加负电压，使得所述基底的电位达到比所述水性化学转化溶液中所述衬底的天然电极电位低的预定最小电位。

2.2.2气相沉积层

气相沉积技术^[5]涉及流体力学，等离子体物理学，化学热力学、动力学、均质和异质化学反应等方面，近40年来发展迅速。其原理是通过直接选择气相材料或者将材料汽化后使其沉积于固体材料表面形成薄膜，从而使材料的表面性能得到改善。通常根据气相物质的产生方式将其分为物理气相沉积(PVD)^[6]和化学气相沉积(CVD)^[7]两大类。