镁(Mg)具有良好的生物相容性与可降解性，其密度和弹性模量与人骨相近，用作植入材料可避免应力屏蔽效应和二次手术的弊端。然而，目前医用镁合金在应用过程中存在的主要问题是其过快的腐蚀/降解速率与成骨速率不匹配，导致材料界面成骨速率缓慢，使用寿命降低。

 水滑石类化合物(LDH)是一类具有层状结构的无机功能材料。LDH的主体层板化学组成与其层板阳离子性质、层板中间阴离子、阴离子交换量和超分子结构等因素密切相关。镁铝碳酸根水滑石化学通式为：Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃·4H₂O，具有层间阴离子的可交换性。水滑石独特的结构使得其具有良好的生物相容性和耐蚀性能。但是水滑石没有骨诱导生长的特性。

谷氨酸（glutamic acid, COOH-CH₂-CH₂-CH(NH₂)-COOH）是构成蛋白质的氨基酸之一，是人体重要的营养物质。谷氨酸具有“分子识别”功能，其中的羧基(-COOH)可以优先吸附Ca²⁺，促进涂层界面的磷灰石形核。

在本工作中，使用共沉淀与水热相结合的方法在镁合金表面制备出镁铝碳酸根水滑石，然后通过在聚谷氨酸(poly-γ-glutamic acid,PGA)溶液中浸渍不同时间，冷冻干燥后得到水滑石/聚谷氨酸复合涂层。

研究发现，通过浸渍30分钟得到的LDH/PGA-30涂层具有最厚的聚谷氨酸层，样品表面的涂层最为均匀致密。LDH/PGA-30涂层涂覆的样品具有最低的自腐蚀电流密度，该复合涂层对基体提供了最好的保护。

在Hank’s溶液浸泡过程中，由于聚谷氨酸中羧基的“分子识别”作用，样品表面逐渐有缺钙型羟基磷灰石生成。此外，聚谷氨酸的也表现出对NIH 3T3细胞良好的生物相容性。因此，LDH/PGA-30复合涂层具有良好的耐蚀性，较好的诱导成骨能力和生物相容性，在修复外科中有良好的应用前景。

论文题目为“Biocorrosion resistance and biocompatibility of Mg–Al layered double hydroxide/poly-L-glutamic acid hybrid coating on magnesium alloy AZ31”，发表在《Progress in Organic Coatings》(IF 4.467, 147 (2020) 105746). https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2020.105746。第一作者为山东科技大学研究生吴威，通讯作者为张芬副教授、曾荣昌教授。

Fig. 1 Schematic representation of the preparation of LDH/PGA coating

Fig. 2 FE-SEM images of (a) LDH coating, (b) LDH/PGA-10 coating, (c) LDH/PGA-20 coating, (d)LDH/PGA-30 coating, (e) LDH/PGA-60 coating and (f) corresponding EDS spectra of all coatings

Fig. 3 XPS survey spectra of (a) LDH/PGA-30 coating, (b) C 1s peaks, (c) N 1s peaks, (d) O 1s peaks, (e) Mg 2p peaks and (f) Al 2p peaks

Fig. 4 Polarization curves of (a) AZ31 substrate, (b) LDH coating, (c) LDH/PGA-10 coating, (d) LDH/PGA-20 coating, (e) LDH/PGA-30 coating and (f) LDH/PGA-60 coating

Fig. 5 (a) Nyquist plots and (b, c and d) enlarged Nyquist plots, impedance diagrams in Bode coordinates (e) impedance modulus and (f) phase angle of AZ31 substrate and coated samples. Equivalent circuits for (g) AZ31 substrate and (h) coated samples

Fig. 6 OD values (a) and Cell viability (b) of NIH 3T3 cultured in different extracts prepared with negative control, AZ31 substrate, LDH coated sample and LDH/PGA-30 coated sample for 1 and 3 days

Fig. 7 Fluorescent images of NIH 3T3 cells after cultured for 1 day (upper) and 3 days (lower) in extracts of (a) (e) negative control, (b) (f) AZ31 substrate, (c) (g) LDH coated sample and (d) (h) LDH/PGA-30 coated sample

Fig. 8 Schematic illustrations of the corrosion mechanism of the LDH coating and the LDH/PGA-30 coating