【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及镁合金材料，具体涉及一种镁合金表面还原氧化石墨烯和壳聚糖复合涂层及其制备方法与应用。
技术介绍
1、与传统金属植入材料相比，镁基材料的弹性模量与天然骨接近，可有效缓解硬组织植入物的应力遮蔽效应，而且还具有优异的促成骨性和独特的生物降解性。镁在体液中降解造成的碱性微环境(mg+2h2o＝mg2++h2+2oh-)会抑制破骨细胞的分化从而抑制骨吸收。镁基植入物在体内可逐渐降解直至最终消失，避免了传统内植物取出的二次手术风险。虽然镁基材料具有良好的促成骨作用，但是快速降解导致的过量h2和oh-对正常细胞和组织也会产生损伤，同时也会导致镁基体的机械性能过早失效，严重制约了其在临床上的应用。故如何降低镁合金的腐蚀速率，提高镁合金的耐蚀性同时改善材料生物活性是目前亟待解决的技术问题。
2、目前具有良好生物相容性的高分子聚合物(聚乳酸、聚己内酯、聚多巴胺、胶原和壳聚糖等)主要通过浸渍、旋涂或喷涂等方法用于镁基材料表面改性，但这些方法得到的涂层结构和特性较为单一，不能满足镁基材料多功能的多层涂层系统需求。壳聚糖作为自然界中唯一的阳离子聚合物，可以通过电沉积技术在金属表面形成涂层，然而镁基材料的低标准电极电位/腐蚀电位导致其电化学反应十分活泼，在持续阴极电沉积过程中易在基底上积聚h2，严重影响涂层的结构和粘附性能。
3、为了在镁合金表面构建可控组装壳聚糖涂层，需要在镁合金表面构建具有一定耐蚀性和导电性的中间层，在公布号为cn12391664a的中国专利中，公开了一种镁合金表面制备还原氧化石墨烯涂层的方法，其采
技术实现思路
1、针对现有技术中所存在的不足，本专利技术提供了一种镁合金表面还原氧化石墨烯和壳聚糖复合涂层及其制备方法与应用，其解决了现有技术中镁基材料多功能涂层性能不够优异的问题。
2、一种镁合金表面还原氧化石墨烯和壳聚糖复合涂层，包括还原氧化石墨烯底层以及壳聚糖外层。
3、本专利技术还提供了一种镁合金表面还原氧化石墨烯和壳聚糖复合涂层的制备方法，具体步骤为：
4、s1、预处理：采用机械或化学方法去除镁合金样品表面的氧化层；
5、s2、通过电泳沉积技术对所述镁合金进行原位表面改性，得到氧化石墨烯涂层试样；
6、s3、将步骤s2的氧化石墨烯涂层样品置于超纯水中进行还原处理，得到还原氧化石墨烯涂层试样，并干燥；
7、s4、使用脉冲电沉积技术在s3所述样品上构建壳聚糖涂层，得到还原氧化石墨烯和壳聚糖复合涂层试样。
8、优选地，步骤s2中通过电泳沉积技术对所述镁合金进行原位表面改性的具体步骤如下：
9、s201、使用无水乙醇溶解电解质配置电解液；
10、s202、电解液利用超声分散处理1h后，对所述镁合金进行电泳沉积处理得到氧化石墨烯涂层试样。
11、优选地，步骤s201中电解液主要由以下配比的原料制成：12mg氧化石墨烯，50mg硝酸锌，50mg乙酸锌和250ml无水乙醇。
12、优选地，步骤s202中电泳沉积阳极为铂片，阴极为所述镁合金，电压为80v，电极间隔距离为2cm，电泳沉积时间为4-6min。
13、优选地，步骤s3中对氧化石墨烯涂层试样进行还原处理具体为：将氧化石墨烯涂层试样浸入超纯水中2h通过原位还原反应得到还原氧化石墨烯涂层试样，80℃真空干燥12h备用。
14、优选地，步骤s4中使用脉冲电沉积技术在还原氧化石墨烯涂层试样上构建壳聚糖涂层具体如下：
15、s401、制备壳聚糖溶液：将壳聚糖溶于去离子水中，用hcl调节ph直至壳聚糖恰好溶解，此时ph＝6，再加入h2o2溶液，搅拌均匀；
16、s402、制备壳聚糖涂层：使用计时电位法进行电化学沉积，在电化学工作站上分别设置工作电流密度、沉积层数、每层沉积时间和间隔时间。
17、优选地，步骤s401中制备的壳聚糖溶液的浓度(wt％)为1％，h2o2浓度(v/v％)为0.1％。
18、优选地，步骤s402中脉冲电沉积的阳极为铂片；阴极为所述镁合金；工作电流密度为0.5ma/cm2；沉积层数为1-20层；沉积时间为60-1200s/层；间隔时间为5s。
19、本专利技术还提供了一种镁合金表面还原氧化石墨烯和壳聚糖复合涂层在医用镁基植入体中的应用。
20、相比于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
21、1.本专利技术所制备的镁合金表面还原氧化石墨烯和壳聚糖复合涂层试样不含有毒物质，生物相容性好，且具有良好的耐腐蚀性能；通过利用还原氧化石墨烯涂层的耐蚀性、导电性和良好的生物相容性，在镁合金表面进一步构建可控组装的壳聚糖涂层，保证了壳聚糖的三维结构，拓宽医用镁合金材料的应用场景。
22、2.本专利技术针对镁基材料表面难以电沉积壳聚糖涂层的问题，实施导电层预处理还原氧化石墨烯涂层，通过施加电信号来实现壳聚糖涂层的增长，中断电信号产生层间间隔，不同的层级结构可以调控涂层合金的耐蚀性。
23、3.与氧化石墨烯涂层相比，经超纯水还原后的还原氧化石墨烯涂层致密度增加，粗糙度增加，这有利于增加涂层与基体以及后续壳聚糖涂层的界面相互作用力，且赋予了涂层良好的导电性能。
24、4.还原氧化石墨烯涂层主要提供导电性能作用，而壳聚糖涂层不仅可以降低合金在体内降解速率，同时具有良好的生物相容性和抗菌性。
25、5.本专利技术成功制备出一种镁合金表面还原氧化石墨烯和壳聚糖复合涂层试样，而且对其腐蚀性能进行详细的研究，结果表明其具有优异的耐腐蚀性能，此生产工艺生产效率高，成本低，而且操作简单。
26、本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
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1.一种镁合金表面还原氧化石墨烯和壳聚糖复合涂层，其特征在于，包括还原氧化石墨烯底层以及壳聚糖外层。
2.根据权利要求1所述的一种镁合金表面还原氧化石墨烯和壳聚糖复合涂层的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
3.根据权利要求2所述的一种镁合金表面还原氧化石墨烯和壳聚糖复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤S2中通过电泳沉积技术对所述镁合金进行原位表面改性的具体步骤如下：
4.根据权利要求3所述的一种镁合金表面还原氧化石墨烯和壳聚糖复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤S201中电解液主要由以下配比的原料制成：12mg氧化石墨烯，50mg硝酸锌，50mg乙酸锌和250ml无水乙醇。
5.根据权利要求3所述的一种镁合金表面还原氧化石墨烯和壳聚糖复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤S202中电泳沉积阳极为铂片，阴极为所述镁合金，电压为80V，电极间隔距离为2cm，电泳沉积时间为4-6min。
6.根据权利要求2所述的一种镁合金表面还原氧化石墨烯和壳聚糖复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤S3中对氧化石墨烯涂层试样进行还原处理具体为
7.根据权利要求2所述的一种镁合金表面还原氧化石墨烯和壳聚糖复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤S4中使用脉冲电沉积技术在还原氧化石墨烯涂层试样上构建壳聚糖涂层具体如下：
8.根据权利要求7所述的一种镁合金表面还原氧化石墨烯和壳聚糖复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤S401中制备的壳聚糖溶液浓度(wt％)为1％，H2O2浓度(v/v％)为0.1％。
9.根据权利要求7所述的一种镁合金表面还原氧化石墨烯和壳聚糖复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤S402中脉冲电沉积阳极为铂片；阴极为所述镁合金；工作电流密度为0.5mA/cm2；沉积层数为1-20层；沉积时间为60-1200s/层；间隔时间为5s。
10.权利要求1所述的一种镁合金表面还原氧化石墨烯和壳聚糖复合涂层在医用镁基植入体中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种镁合金表面还原氧化石墨烯和壳聚糖复合涂层，其特征在于，包括还原氧化石墨烯底层以及壳聚糖外层。
2.根据权利要求1所述的一种镁合金表面还原氧化石墨烯和壳聚糖复合涂层的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
3.根据权利要求2所述的一种镁合金表面还原氧化石墨烯和壳聚糖复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤s2中通过电泳沉积技术对所述镁合金进行原位表面改性的具体步骤如下：
4.根据权利要求3所述的一种镁合金表面还原氧化石墨烯和壳聚糖复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤s201中电解液主要由以下配比的原料制成：12mg氧化石墨烯，50mg硝酸锌，50mg乙酸锌和250ml无水乙醇。
5.根据权利要求3所述的一种镁合金表面还原氧化石墨烯和壳聚糖复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤s202中电泳沉积阳极为铂片，阴极为所述镁合金，电压为80v，电极间隔距离为2cm，电泳沉积时间为4-6min。
6.根据权利要求2所述的一种镁合金表面还原氧化石墨烯和壳聚糖复合涂层的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：童骏，牛恩赐，易嘉琰，佘加，乔丽英，潘军，张忠发，汤爱涛，陈先华，潘复生，
申请(专利权)人：浙江镁格尼亚新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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