目前醫學上應用較多的生物材料,主要有多聚體材料、陶瓷材料、金屬材料等,其中多聚體材料降解產生的酸性環境,很容易誘發炎癥,同時這類材料負重能力差,不能運用到承重部位,從而限制了其應用;

 
    生物陶瓷材料雖然生物相容性很好,但其負重能力差,極脆,易碎,在骨植入器械的運用方面受到很大的制約;與多聚體材料和生物陶瓷材料相比,金屬材料的負重能力強,因為其機械強度高,斷裂韌性強。

    其中不銹鋼、鈦和鈷鉻合金等是已經臨床應用的金屬材料,然而此類金屬材料會在腐蝕或磨損的過程中產生有毒的金屬離子或者金屬顆粒,產生可導致組織缺損以及降低生物相容性的炎癥級聯,同時該類材料的彈性模量和正常骨組織的彈性模量也不是很匹配,容易產生應力遮擋效應,也不利于新的骨組織的生長和塑性,穩定性降低,不僅如此,患者傷愈后還要經過二次手術取出金屬材料,承受二次痛苦以及手術費用.

    與已經用于臨床的不銹鋼、鈦和鈷鉻合金等金屬材料相比,生物鎂合金具有特殊的優勢:首先,鎂合金的彈性模量與人骨的彈性模量差不多,可以有效的減弱其它金屬骨植入材料植入中存在的應力遮擋效應;其次,鎂的生物相容性高,因為鎂本來就是人體的基本元素,新陳代謝和骨組織都離不開鎂,它還是人體內合成卵磷脂酶的激活劑,鎂在一個成年人身體中的含量大約在20 克~30 克,其中近四分之三以上的鎂以磷酸鹽的形式參與骨骼和牙齒的組成,可見鎂對人體的重要性.

    很多研究都已經表明鎂合金具有良好地生物相容性,不僅如此,鎂合金還有第三個優勢,就是其平衡電極電位低,這一優勢可以讓病人免于二次手術,因為鎂合金很容易在人體體液中腐蝕降解,生物醫用鎂合金由于其特殊的性能,引起了廣大科研工作者的興趣,鎂元素是人體必須的常量元素,是人體蛋白質、糖類、脂類、核酸等新陳代謝以及神經肌肉傳導收縮必不可少的元素,在骨細胞的再生中發揮著重要的作用, 鎂合金作為骨內植入材料,生物相容性較高,可以加快骨組織的愈合能力;作為心血管支架材料的話,可以減少血管內增生、晚期血栓等問題,被譽為"革命性的金屬生物材料"

    Mg-Nd-Zn-Zr基合金

    上海交通大學目前已經研發出來新的高性能的生物醫用鎂合金JDBM,并申請了國內專利保護以及國際的專利保護,JDBM是Mg-Nd-Zn-Zr 基合金,他們從原子,分子的角度對鎂的變形機制進行研究,并且通過選擇擁有良好生物相容性的合金元素對鎂進行實驗,最終研發出具有良好生物相容性的,強度與塑性相匹配,能夠均勻腐蝕的新型鎂合金JDBM[13].

    4 結語

     生物醫用鎂合金的研究現在還處于起步階段,毋庸置疑的是生物醫用鎂合金因為其優異的力學相容性、生物相容性和可降解性,已經成為新一代生物醫用可降解金屬植入材料的研究熱點,然而鎂合金材料降解速率快,并由此產生的材料失效、氫氣大量集中釋放和pH值升高等相關問題,一定程度上制約了其目前在臨床醫學上的應用,不過相信隨著科研工作者的不斷努力,一定會研發出一系列可改善鎂合金臨床制約應用的方法,或研發出新型的生物醫用鎂合金材料,生物醫用鎂合金材料一定會有更為廣闊的應用前景,成為惠及人類健康的新型金屬生物材料.

責任編輯：周婭

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鎂合金在生物醫用材料中的應用