镁及镁合金作为一种新型的可降解医用金属材料,凭借较高的比强度、适当的杨氏模量和良好的生物相容性逐渐成为骨植入材料领域的研究热点。然而,镁在液体环境中腐蚀速率高、耐腐蚀性差,易导致骨植入物完整性的过早损失及植入部位发炎感染。目前,可降解的聚合物涂层材料对镁进行表面改性是一种解决上述问题常用且有效的方法。但常用的可降解聚酯(如聚乳酸、聚己内酯等)合成条件苛刻,可供选择共聚的单体种类十分有限,难以进行功能设计。自由基聚合是一种简易且反应条件温和的聚合方法,通过调控单体类型及比例就可以实现聚合物的功能设计。因此,本文通过自由基聚合制备了一系列可降解的功能聚合物,并利用浸涂法以及电泳沉积法在镁合金表面制备了可降解涂层,探究了涂层的基本性能(如硬度、附着力)、体外降解性能、防腐蚀性能以及细胞相容性等。具体研究内容分为以下两个部分:1、生物可降解聚合物的合成并通过浸涂法在镁合金表面制备涂层。首先合成小分子单体2-亚甲基-1,3-二氧杂环庚烷(MDO)、香豆素类衍生物7-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)-4-甲基香豆素(MAC),选择乙酸乙烯酯(VAc)为共聚单体,通过自由基开环聚合合成共聚物P(MAC-co-VAc-co-MDO)(PMVO)。通过核磁共振氢谱(1H NMR)证明单体MDO、MAC以及共聚物PMVO的成功制备;紫外吸收光谱测试结果表明共聚物PMVO具有与香豆素基元MAC相同的特征紫外光二聚行为。进一步通过浸涂法在镁合金表面制备PMVO涂层,对涂层的膜厚、单位面积膜重、水接触角、硬度、附着力等基本性能以及初始防腐蚀能力进行表征,得出浸涂法制备涂层的最佳条件为:浸涂次数3次、聚合物溶液浓度30 mg/mL、环境温度40°C、紫外光照时间6 min。动电位极化曲线测试结果表明,与裸镁合金相比,涂覆PMVO涂层镁合金的耐腐蚀能力更强;模拟体外降解实验进一步证明PMVO涂层的涂覆有效降低了镁合金的降解速率。最后通过细胞实验得出,经PMVO涂层涂覆的镁合金降解产物对细胞毒性较低。2、通过电泳沉积法在镁合金表面制备生物可降解涂层并对其性能进行研究在共聚物PMVO结构中进一步引入儿茶酚基团并改用电泳沉积法制备涂层,以增加涂层的附着力并提高涂层的防腐蚀性能。首先合成小分子单体多巴胺丙烯酰胺(DOPA),通过自由基开环聚合合成四元共聚物P(MAC-co-VAc-co-MDO-co-DOPA)(PMVOA)。通过1H NMR证明DOPA及四元共聚物PMVOA的成功制备。通过在PMVOA的二甲亚砜(DMSO)溶液中缓慢滴加异丙醇(IPA)制备PMVOA胶体粒子。使用透射电子显微镜(TEM)及Zeta电位与粒径分析仪研究初始聚合物溶液浓度以及离子浓度对胶体粒子的形貌、尺寸以及电位的影响。结果表明:PMVOA胶体粒子呈球状、表面荷负电;不同影响因素下粒子的尺寸在30~120 nm。进一步使用电泳沉积法在镁合金表面制备涂层,研究沉积时间、沉积电压以及沉积液浓度对涂层基本性能、初始防腐蚀性能的影响,得出电泳沉积制备涂层的最佳条件为,电泳沉积时间4 min、沉积电压100 V、沉积液浓度30 mg/mL。通过动电位极化曲线测试得出,与PMVO涂层相比,PMVOA涂层具有更好的防腐蚀性能;电化学交流阻抗谱(EIS)进一步说明在8 h内PMVOA涂层涂覆的镁合金仍保持较强的耐腐蚀能力。通过体外模拟降解实验可知,PMVOA涂层比PMVO涂层抑制镁合金降解的能力更强,并有效控制了液体环境pH的变化。细胞实验结果表明:与裸镁合金相比,涂覆了PMVOA涂层的镁合金的降解产物细胞毒性较低;在模拟降解实验前后,细胞均可直接黏附于PMVOA涂层表面并增殖,证明PMVOA涂层能为细胞提供一个更好的生长环境。