镁合金植入物在生理环境中面临快速腐蚀和术后感染两大挑战。传统的抗菌策略,如负载抗生素或金属离子,存在耐药性风险、破坏菌群平衡,甚至因电偶腐蚀加速镁合金降解等问题。为此,我们开发了一种集光动力、光热和防腐于一体的多功能复合涂层MAO/F/ETPR/Gel,为镁基生物材料提供了全新解决方案。该涂层首先在AZ31B镁合金表面通过微弧氧化构建多孔结构,利用其天然孔道作为纳米容器,依次真空浸渍负载光热材料铁酞菁(FePC)和包载玫瑰红光敏剂的上转换纳米粒子(ErTm@PDA-RB),最后通过旋涂法覆盖可降解明胶层。这种“一体化”设计巧妙避免了额外纳米载体的使用,并实现了功能成分的可控释放。实验表明,该涂层使镁合金的腐蚀电流密度降低约两个数量级,显著提升了耐腐蚀性能。在980 nm近红外光照射下,涂层温度在40 min内可达54.4 ℃,对大肠杆菌的抗菌率高达99.15%,展现了优异的光动力与光热协同抗菌效果。同时,细胞毒性测试证实其对HL-7702人肝细胞具有良好的生物相容性。

该工作以“Multi-functional composite coatings for magnesium alloys integrating photodynamic, photothermal and anti-corrosion”为题发表在《Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers》上(2024年影响因子6.3,中科院2区)。河南大学为论文唯一署名单位,2024级博士研究生白茹为第一作者,王丽教授为通讯作者。该研究工作受到了国家自然科学基金、河南省重点科研项目基础研究计划和河南大学一级学科培育计划等项目的资助。
论文链接为:https://doi.org/10.1016/j.jtice.2025.106586