镁合金腐蚀研究进展(29)—镁合金MAO表面单宁酸诱导Ca-P涂层

        由于缺乏形核中心，在镁合金表面难以直接形成羟基磷灰石（HA）。镁合金表面HA可通过溅射法、脉冲激光沉积、溶胶凝胶法、仿生法、电沉积等制备。其中仿生矿化（biomimetic mineralization）最容易实现，且价格低廉。而有机物或高分子则可诱导和刺激HA的形成。前者称为organic additives induced HA coating；或者称为polymer assisted HA coating。

    有机物包括DNA、多肽（RGDC Peptide）、多巴胺（dopamine）、谷氨酸（glutamic acid）、氨基羟乙基纤维素（Aminated Hydroxyethyl Cellulose）、单宁酸（Tannic acid, TA）等。

    单宁酸也叫鞣酸（C₇₆H₅₂O₄₆），系由五倍子中得到的一种鞣质，属于多酚类化合物，具有显著的抗菌、抗诱变、抗癌和抗氧化性能，易与金属离子反应形成配合物。

    本文通过添加TA于植酸系（PA）电解液中，在AZ31镁合金表面制备微弧氧化（micro-arc oxidation, MAO）涂层，该涂层表现出良好的耐蚀性能和抗菌性。特别地，该涂层在浸泡模拟体液中还表现出良好的类生物矿化效果，沉积产物堆积填充于涂层孔隙与微裂纹中，进一步提高镁合金的长期耐蚀性。矿化产物有助于镁合金用于骨植入材料。

    类生物矿化的原因，主要可以归因于三点：（1）基于分子识别机制，TA中的羧基可以识别溶液中的Ca²⁺，从而促进羟基磷灰石（HA）的形成；（2）TA可以作为HA成核生长过程的稳定剂；（3）PA可以络合Ca²⁺形成配合物。

    TA的抗菌机制则可以归结为两个方面：（1）TA的多元酚基团破坏细菌细胞壁和细胞膜的稳定性与完整性；（2）TA可以螯合金属离子，降低金属酶的活性，而金属酶是细菌生长所必需的物质。

    该论文“In vitro corrosion and antibacterial performance of micro-arc oxidation coating on AZ31 magnesium alloy-Effects of tannic acid”发表在 《Journal of The Electrochemical Society》(IF3.662, 165(11) 2018: C821-C829)。第一作者为山东科技大学博士生崔蓝月，通讯作者为曾荣昌教授、李硕琦博士。该工作得到了国家自然科学基金和山东科技大学校级科研创新团队经费的支持。

Figure 1. Chemical structure of TA.

Figure 2. Numbers of (a) S. aureus and (b) E. coli colonies on the samples: the control, Mg alloy, MAO and TA-MAO coatings.

Figure 3. Schematic illustrations of the degradation mechanisms of the (a) MAO and (b) TA-MAO coatings

参考文献：

Preparation of Hydroxyapatite/Tannic Acid Coating to Enhance the Corrosion Resistance and Cytocompatibility of AZ31 Magnesium Alloys

by Bowu Zhu, Shimeng Wang, Lei Wang, Yang Yang, Jun Liang and Baocheng Cao

Coatings2017, 7(7), 105; doi:10.3390/coatings7070105

附：

镁合金腐蚀研究进展(28)-医用镁合金：成分、组织及腐蚀

镁合金腐蚀研究进展(27)-镁合金功能化高分子涂层研究进展

镁合金腐蚀研究进展(26)-镁合金表面层层组装DNA涂层耐蚀性能

镁合金腐蚀研究进展(25)-镁合金水滑石/硅烷/CeO2涂层耐蚀性研究

镁合金腐蚀研究进展(24)-第二相Mg2Ca对Mg-Li-Ca合金MAO的影响

镁合金腐蚀研究进展(23)-挤压镁锂钙合金的剥蚀

镁合金腐蚀研究进展(22)-镁合金聚硅氧烷纳米银涂层耐蚀与抗菌性

镁合金腐蚀研究进展(21)-Mg-4Li-1Ca表面MAO/壳聚糖自降解机理

镁合金腐蚀研究进展(20)-​​Mg-1Li-1Ca表面MAO/SA超疏水涂层

镁合金腐蚀研究进展(19)-镁合金表面旋涂层层组装涂层耐蚀性能

镁合金腐蚀研究进展(18)-Mg-Li-Ca合金体外降解行为与生物相容性

镁合金腐蚀研究进展(17)-葡萄糖和氨基酸对纯镁腐蚀的影响

镁合金腐蚀研究进展(16)-镁合金TiO2/PMTMS复合涂层耐蚀性能

镁合金腐蚀研究进展(15)-镁合金阳极氧化膜腐蚀机理

镁合金腐蚀研究进展(14)-Tris-HCl和Tris对镁合金腐蚀的影响

镁合金腐蚀研究进展(13)-Mg-Ca合金阳极氧化膜降解机制新见解

镁合金腐蚀研究进展(12)-Mg-Li-Ca合金表面改性及生物相容性

镁合金腐蚀研究进展(11)-镁合金可降解层层​组装高分子涂层

镁合金腐蚀研究进展(10)-镁合金表面镁铝水滑石转化膜进展

镁合金腐蚀研究进展(9)-葡萄糖对镁体外腐蚀/降解行为的影响

镁合金腐蚀研究进展(8)-医用Mg-Ca合金腐蚀研究进展

镁合金腐蚀研究进展(7)-镁合金碳酸根镁铝水滑石涂层

镁合金腐蚀研究进展(6)-镁合金表面钼酸根水滑石涂层

镁合金腐蚀研究进展(5)-碳酸根对镁合金AZ31腐蚀行为的影响

镁合金腐蚀研究进展(4)-Mg-Li-Ca合金腐蚀机理及动力学表征

镁合金腐蚀研究进展(3)-晶粒度对腐蚀行为的反常影响

镁合金腐蚀研究进展(2)-镁合金晶间腐蚀

镁合金腐蚀研究进展(1)-镁合金点蚀