超声辅助化学蚀刻技术优化锌基多孔合金植入体表面形貌与力学性能的协同调控机制

本文创新性地提出超声辅助化学蚀刻（UACE）技术，通过超声空化与化学蚀刻的协同作用，解决增材制造（L-PBF）锌基合金多孔支架（Zn/Zn-0.5Mg/Zn-Mg-Cu）的残粉粘附（清除率40.38%）与表面粗糙度（Ra从10.37μm降至5.43μm）难题，在保留91.6%结构尺寸和76.1%能量吸收能力的同时，为可降解锌基植入体的临床转化提供关键技术支撑。

　　

Highlight

本研究系统揭示了超声辅助化学蚀刻（UACE）对锌基合金多孔结构（纯Zn/Zn-0.5Mg/Zn-Mg-Cu）的调控机制：

Summary and comparison

当前锌合金相关研究相对匮乏，尤其增材制造后处理领域探索有限。本文通过对比表系统梳理了锌合金增材制造后处理技术，清晰呈现从传统工艺（如喷砂MP、电化学抛光EP）向先进UACE技术的演进趋势——后者通过10% HCl+10% HNO₃混合酸蚀刻50秒，实现残粉高效清除与表面均质化，且避免镁铜元素选择性腐蚀导致的力学性能损失。

Conclusion

1. 1.

   创新性UACE协同控制机制突破传统技术瓶颈，对Zn-Mg-Cu结构的残粉清除率达40.38%，同时将Zn-0.5Mg表面粗糙度（Ra）从10.37μm显著降低至5.43μm；

2. 2.

   该技术保留结构尺寸91.6%和能量吸收能力76.1%，精准平衡了表面质量与力学性能的冲突；

3. 3.

   为复杂金属多孔构件精密后处理建立新范式，推动高性能可降解锌基植入体的临床应用。

（注：翻译采用"蚀刻"对应"etching"、"均质化"对应"homogenization"等专业表述，保留Zn²⁺、HNO₃等上下标格式，并补充"协同控制机制"等生动化表达）