减少与酪蛋白腐蚀涂料

在最近的一项研究发表在杂志上欧洲杯足球竞彩来自波兰,研究人员分析了酪蛋白作为一个潜在的涂层材料,以防止腐蚀的镁(Mg)的合金,用于骨科植入物。Mg是一个可以使材料的生物相容性,self-decays人体内部。

研究:酪蛋白的影响涂层的腐蚀行为Mg-Based合金。图片来源:nadisja / Shutterstock.com

酪蛋白涂层有效减少两个Mg-based合金的降解,即MgCa₂锌和MgCa₂锌₁Gd₃。这是明显的腐蚀电位高、高极化电阻,低氢释放当沉浸在振铃器解决方案。

Casein-coated MgCa₂锌₁和MgCa₂锌₁Gd₃合金释放19.25和12.42 mL /厘米²分别的氢,当浸216小时。此外,钆(Gd)再版用镁合金,MgCa₂锌₁Gd₃腐蚀速率,表现出最低的。

图中执行的研究工作。图片来源:卡尼亚,et al .,材料欧洲杯足球竞彩

增加寿命的毫克Alloy-based植入物

Mg-based合金广泛用于骨科植入物由于其生物相容性,类似人类骨骼的密度和屈服强度,最重要的是他们的生物降解性。再生式类型的植入物需要从身体中取出后受损的骨头或组织恢复,除非他们是可生物降解的。因此,Mg alloy-based植入是一种舒适、成本效益和环保的解决方案。

控制的寿命和维数毫克合金在体液环境中与骨头的恢复速度和组织不会引起不适是一个持续的领域的研究。退化/ Mg合金腐蚀速率速率所表达的往往是氢(H₂)气体被释放。

有许多方法来增加Mg的耐腐蚀合金。第一种方法是控制微观结构,即。,promoting fine grain size, reducing precipitation of secondary alloy phases, and eliminating impurities in grain boundaries. Moreover, many alloying elements such as Gd improves the resistance to oxidation at high temperature. It is ferromagnetic below its Curie temperature of 20℃. Many previous studies also have shown that Gd decreases the degradation rate of Mg alloys. The addition of Gd increases the Mg(OH)₂内容在合金表面,减缓腐蚀产物的溶解。

中发现部分归功于富磷酪蛋白钙和牛奶,这有助于骨骼生长。以前,酪蛋白和chitosan-coated Co-Cr-Mo合金表现出零细胞毒性。因此,酪蛋白是一个潜在的涂层材料,可以减缓Mg退化在体液环境中。

关于这项研究

在这项研究中,研究人员捏造casein-coated两毫克合金即MgCa₂锌₁和MgCa₂锌₁Gd₃。两种合金在750℃由感应熔化了圆柱形状和13毫米直径6毫米高。样品的表面是抛光用碳化硅纸中断钻石,其次是丙酮和蒸馏水清洗。所有样本转换/浸涂在两种类型的浴室,一个由酪蛋白和另一个没有。

共焦图像转换涂层表面形貌MgCa沉积₂锌₁合金:一个酪蛋白涂层(CN);(b)casein-free涂层(新西兰),MgCa₂锌₁Gd₃合金:c酪蛋白涂层(CN);(d)casein-free涂层(新西兰)。图片来源:卡尼亚,et al .,材料欧洲杯足球竞彩

酪蛋白(CN)浴是由酪蛋白、氢氧化钠和锌(没有₃)₂,而casein-free (NC)洗澡只由氢氧化钠和锌(没有₃)₂。样本沉浸在氯(Cl)丰富振铃器解决方案在37℃为48小时和释放H的体积₂测量。

观察

扫描电镜(SEM)照片显示,酪蛋白和casein-free涂层平均厚度20和22µm,分别。酪蛋白比casein-free涂料涂料更多孔和紧凑。此外,粗糙度值casein-coated MgCa₂锌₁Gd₃合金是低于MgCa₂锌₁由于Gd内容的存在,降低了微孔性,防止在铸造合金的收缩。

极化曲线的酪蛋白涂布、casein-free涂布和裸MgCa₂锌₁合金是在当前范围的10²-10年³A.cm²,这是高于MgCa₂锌₁Gd₃合金(即。,10^{- - - - - -3}-10年^{- - - - - -4}A.cm^{- - - - - -2})。显示包含镁合金耐蚀性较高的Gd。与此同时,所有类型的涂层耐腐蚀合金表现出高于裸合金。同样,涂层样品展示腐蚀电位越高,更高的极化电位,腐蚀电流密度降低。

相角与频率的波德表示表明casein-doped涂层表现出更大的相位角和阻抗模量在一个广泛的频率比casein-free标本。此外,casein-coated MgCa₂锌₁和MgCa₂锌₁Gd₃合金释放19.25和12.42 mL /厘米²H₂分别时沉浸在216小时的振铃器解决方案。较低的体积H₂释放,耐蚀性越高。

进化的氢气量作为铃声溶液中浸泡时间的函数在37°C涂料应用于MgCa 48 h₂锌₁合金和不加涂层的合金。图片来源:卡尼亚,et al .,材料欧洲杯足球竞彩

结论

最后,本研究的研究人员捏造casein-coated, casein-free-coated,裸Mg合金即MgCa₂锌₁和MgCa₂锌₁Gd₃。合金的涂层样品表现出更高的腐蚀电位,极化电位高,低音量的H₂比相应的裸合金释放。这表明涂层样品有效减少Mg合金的降解振铃器解决方案。基于相同的参数,很明显,casein-coated Gd-doped镁合金比标准Mg-Ca-Zn合金表现出更好的耐蚀性。

源

卡尼亚,一个。,Cesarz-Andraczke, K., Brytan, Z., Reimann, Ł., Smolarczyk, P., The Influence of Casein Coatings on the Corrosion Behavior of Mg-Based Alloys.欧洲杯足球竞彩2022年,15,1399,https://www.mdpi.com/1996-1944/15/4/1399

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