鎂合金的密度和彈性模量與人骨接近，具有作為骨科植入物的潛力。然而，鎂合金極易發(fā)生腐蝕，伴隨著植入后細菌感染，常常導致種植失敗。因此有必要開發(fā)一種具有優(yōu)異耐蝕性，同時兼具抗菌和促骨再生的新型材料。層狀雙氫氧化物（LDH）是指兩種或兩種以上金屬元素氫氧化物嵌層組裝水滑石層狀結構，因其優(yōu)越的離子交換功能可改善耐蝕性而備受關注。

近日，中南大學等單位的研究者設計了一種具有LDH結構的鎂合金涂層，通過共沉淀和水熱處理兩步法在鎂合金表面構建含銅離子的MgAl-LDH，大幅提高耐蝕、抗菌和促成骨的效果。其中短期和長期耐蝕性的提高歸因于LDH屏障的作用。鎂離子和銅離子雙重離子協(xié)同抗菌對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌有良好的抑制作用。在植入大鼠股骨2周和4周后，組織染色切片表明該材料無毒性且具有良好的成骨作用。相關論文以題為“Enhanced corrosion resistance, antibacterial properties and osteogenesis by Cu ion optimized MgAl-layered double hydroxide on Mg alloy”發(fā)表在鎂合金頂刊《Journal of Magnesium and Alloys》上。中南大學王清鴿博士為論文第一作者，中南大學吳宏教授和中南大學湘雅二醫(yī)院劉波副主任醫(yī)師為論文共同通訊作者。

論文鏈接： https://doi.org/10.1016/j.jma.2023.08.010

圖1 Mg(Cu)-LDH/AZ91D制備過程示意圖

圖2 (a-b)Mg(Cu)-LDH/AZ91D的SEM形貌圖；(c)截面SEM圖和(d)Mg(Cu)-LDH/AZ91的EPMA圖；(e)AZ91D和Mg(Cu)-LDH/AZ91D的XRD圖

圖3 (a) 在PBS溶液中浸泡1、3、5、7 和14天后的氫氣釋放量；(b) 質量損失率；(c) 腐蝕速率；(d) pH值；(e) Mg2+和 Cu2+的離子釋放濃度

圖4 (a)樣品與金黃色葡萄球菌共培養(yǎng)12h的抑菌圈；(b) 樣品對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑制率，(c) 樣品的大腸桿菌和金黃色葡萄球菌涂板照片(d) 樣品表面的大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的SEM形貌圖

圖5 植入大鼠股骨2周和4周后的H&E和Masson染色圖

吳宏，工學博士，中南大學教授，博士生導師，英國蘭卡斯特大學榮譽研究員，入選湖南省“杰出青年”科學基金，湖南省“湖湘青年科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才”計劃。兼任高分子復雜結構增材制造國家工程研究中心技術委員會副主任，湖南省生物材料學會副會長、理事，湖南省有色金屬學會理事、監(jiān)事等職務。主要從事増材制造（3D打印）與生物醫(yī)用材料等領域研究工作。主持承擔國家自然科學基金、國防科技173計劃技術領域基金、國防技術基礎科研計劃、國家重點研發(fā)計劃項目子課題、國家863計劃項目子課題、教育部博士點科研基金、湖南省重點研發(fā)計劃等30余項科研項目。發(fā)表學術論文100余篇，授權國家發(fā)明專利16項。生物醫(yī)用材料相關工作已發(fā)表在Bioactive materials, Acta Biomaterialia, Journal of Magnesium and Alloys, Biomaterials research，Journal of Materials Science & Technology, Biomaterials Science等國際知名期刊上。

劉波，外科學博士，中南大學湘雅二醫(yī)院副主任醫(yī)師，碩士生導師，材料科學與工程專業(yè)博士后。兼任中國抗癌協(xié)會大腸癌專業(yè)委員會委員，中國健康管理協(xié)會健康科普專業(yè)委員會委員，湖南省抗癌協(xié)會胃癌專業(yè)委員會委員，湘雅消化系微創(chuàng)外科醫(yī)師聯(lián)盟理事，廣東省科技專家?guī)鞂＜遥L沙市科技項目評審專家?guī)鞂＜摇Ｖ饕芯糠较驗槲改c腫瘤綜合治療與醫(yī)用材料臨床應用。承擔國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃項目、湖南省自然科學基金等10余項科研項目，發(fā)表SCI論文20余篇，授權專利10余項。