锌基可降解生物材料因其生物降解性、生物相容性、内在的生理相关性和促再生等特性,近年来受到广泛的研究和关注。更重要的是,锌的热力学稳定性介于被广泛研究的可降解金属镁和铁之间,有望在体内具有适中的降解速率。因此,锌基金属被视为最可能取得突破的可降解植入医用金属材料。然而,作为可降解金属中的新秀,锌基可降解材料的研究工作才刚刚起步,还有许多问题需要去探索,特别是深入了解其在植入部位服役过程中的降解行为。利用体外模拟生理环境预测锌在体内的长期腐蚀行为是一种行之有效的方法,对于进一步的表面改性工作提供数据积累和指导基础,同时对于锌的体外研究用模拟体液的选择提供指导作用。然而大多数的研究只局限于短期腐蚀降解行为,缺乏长期腐蚀降解过程中电化学腐蚀、腐蚀产物演变、腐蚀模式和腐蚀机制等方面的系统研究。本研究通过长期浸泡(56天)的方式,研究锌在磷酸盐缓冲液(PBS)、林格氏液(本文缩写为RS)、模拟体液(SBF)和DME/F-12细胞培养基(F12)等不同模拟体液中的腐蚀演化行为,包括电化学腐蚀演化规律、表面腐蚀产物演化分析和腐蚀产物去除后的腐蚀模式演化分析。根据暂态的(浸泡前)和浸泡不同时间后的原位动态电化学(开路电位、动电位极化和交流阻抗)腐蚀行为分析得出:F12中浸泡的样品表现出最大的电化学阻抗和最慢的腐蚀降解速率;PBS中浸泡的样品表现出最小的电化学阻抗和最快的腐蚀降解速率;而RS和SBF中浸泡的样品电化学阻抗和腐蚀速率相似且位于F12和PBS之间。通过光镜和扫描电子显微镜分析了腐蚀产物的形貌结构,通过X射线衍射、红外光谱和X射线光电子能谱分析确定了各样品腐蚀产物的组成成分,结果表明:浸泡在PBS中的样品表面主要是由疏松多孔的磷酸锌盐组成,厚度最厚;浸泡在RS中的样品表面主要是由致密的棒状碳酸钙和碳酸锌盐组成,厚度仅次于PBS中样品;浸泡在SBF中的样品表面主要是由无定形的疏松白色圆球小颗粒状磷酸钙和磷酸锌盐组成的腐蚀产物;而浸泡在F12中的样品表面是由很薄且非常致密的磷酸盐、钙磷盐、碳酸盐和有机物混合组成的腐蚀产物层。去除样品表面腐蚀产物分析锌在不同组分的模拟体液中的腐蚀模式演化表明:浸泡在PBS、RS和SBF中的样品表现出严重的局部腐蚀现象并出现了腐蚀坑(孔)或者腐蚀沟槽,由于腐蚀产物层疏松或者覆盖不完整,造成点蚀坑区域形成自催化效应以及电偶腐蚀模型,进而加剧锌基底的纵向腐蚀;而F12样品表面出现分布相对均匀的小腐蚀坑,表现为类似均匀腐蚀模式。实验表明,溶液组分对锌体外降解行为的评价至关重要。锌在碳酸溶液体系中会生成碳酸盐腐蚀产物,除此之外,表面多生成磷酸盐腐蚀产物。在F12中样品表面不溶盐的形成和有机物的存在延缓了锌的降解。最后,本工作建立了不同溶液组成相应的腐蚀模型,深入探究了不同成分对于纯锌体外长期降解行为的影响机制。研究为锌基生物材料体外评价用模拟体液的选择和后期表面改性及潜在的生物医学应用提供了数据积累和研究基础。