镁合金在生物医用材料上的发展

医用镁合金材料研究进展
首先，医用镁合金材料在骨修复方面具有广阔的应用前景。

镁合金具有与人体骨组织相近的密度和弹性模量，能够减少骨折部位的应力集中，促进骨骼的愈合。

此外，镁离子能够刺激骨细胞的增殖和分化，促进骨组织的再生。

因此，医用镁合金材料可用于制作骨修复植入物，如骨板、骨螺钉和骨融合器，用于治疗骨折、骨缺损和骨关节疾病等。

其次，医用镁合金材料在心血管介入治疗领域也有广泛的应用。

镁合金具有良好的生物相容性和血液相容性，能够避免血栓形成和血管狭窄。

同时，镁离子能够抑制平滑肌细胞的增殖，防止血管再狭窄。

因此，医用镁合金材料可用于制作血管支架、血管球囊扩张器和血栓滤器等，用于治疗冠心病、脑血管疾病和外周动脉疾病等。

此外，医用镁合金材料还可用于制作生物可降解的内固定器械。

传统的内固定器械一般采用不可降解的金属材料，需要手术后二次手术进行拆除。

而医用镁合金材料可以在人体内逐渐降解，避免了二次手术的痛苦和风险。

因此，医用镁合金材料可用于制作骨钉、骨螺钉和骨板等内固定器械，用于骨折和骨缺损的治疗。

然而，医用镁合金材料仍然存在一些挑战和问题。

首先，镁合金材料的腐蚀性较大，容易在体内产生气体和腐蚀产物，影响材料的稳定性和生物相容性。

其次，镁离子的释放速率过快可能导致组织刺激和炎症反应。

此外，医用镁合金材料的力学性能和加工性能还需要进一步改进和提高。

综上所述，医用镁合金材料在骨修复、心血管介入治疗和内固定器械等方面具有广阔的应用前景。

随着相关技术的不断进步和完善，相信医用
镁合金材料将在未来的医学领域发挥重要作用，为疾病的治疗和康复提供更好的选择。

镁合金的优势在哪？镁材料的应用在哪？镁合金的优势在哪？镁材料的应用在哪呢？什么是镁合金？镁合金的优势在哪？镁材料的应用在哪？接下来，就带你了解一下吧！镁合金由于其比强度高、弹性模量大、散热好、消震性好、承受冲击载荷能力比铝合金大、耐有机物和碱的腐蚀性能好等特点，现已广泛应用于航空、航天、运输、化工、火箭等领域。

除此之外，镁合金在医疗器械上的应用潜力很大；如果金属镁企业能在加工性能和产品价格上取得突破，那么镁合金也将在LED产业得到广泛应用。

院士说左铁镛院士在今年新材料发展趋势高层论坛中说到：“就镁材料来说，近20年来，我国的镁材料已取得了三个“第一”的好成绩，分别是镁产量第一，镁储量第一和镁出口量第一。

现在我国在上海交通大学和重庆大学分别建立了镁材料研究中心，在山西、陕西等省份形成产业一体化的布局，大大促进了我国镁合金的研究应用。

目前，镁金属与铝金属相比，价格只高出20%，相较之前有大幅度降低，这也能极大的促进镁合金的研究发展和应用。

”那么，镁合金的优势在哪？镁材料的应用在哪呢？1镁是地球上储量最丰富的轻金属元素之一，镁的比重是1.74g/cm3，只有铝的2/3、钛的2/5、钢的1/4；镁合金比铝合金轻36%、比锌合金轻73%、比钢轻77%。

镁具有比强度、比刚度高，导热导电性能好,并具有很好的电磁屏蔽、阻尼性、减振性、切削加工性以及加工成本低、加工能量仅为铝合金的70%和易于回收等优点。

镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。

镁合金的比强度高于铝合金和钢，略低于比强度最高的纤维增强塑料；比刚度与铝合金和钢相当,远高于纤维增强塑料；耐磨性能比低碳钢好得多,已超过压铸铝合金A380；减振性能、磁屏蔽性能远优于铝合金。

镁合金是制造工业中可使用的最轻金属结构材料之一，其性能特点决定了众多的应用优势：一是减轻资源压力，镁合金产品的应用可以缓解铁矿和铝矿资源短缺的压力；二是减轻能源和环境压力，以汽车为例，镁合金大规模应用可降低10%—15%的油耗和排放；三是镁合金产品减震性能优越；四是镁合金能源特性好，在某种程度上可以说有镁就有电；五是镁合金产品可屏蔽电子辐射，可广泛用于手机和电脑外壳……中国有丰富的镁资源（占世界70%以上）和巨大的应用市场，为制造业减重的同时必将提升中国制造业的竞争力。

骨科新型医用可降解植入材料JDBM镁合金的生物毒性、髓内针及植入物感染细菌生物膜的基础研究一、概述随着医疗技术的不断进步，骨科植入材料在修复和重建人体骨骼系统方面发挥着日益重要的作用。

新型医用可降解植入材料的研究备受关注，其中JDBM镁合金因其良好的生物相容性、强度与塑韧性的平衡以及均匀的腐蚀行为，成为了骨科植入领域的研究热点。

本文旨在深入探讨JDBM镁合金在骨科应用中的生物毒性、髓内针及植入物感染细菌生物膜的基础研究，为其在临床中的安全有效应用提供理论依据。

JDBM镁合金是由上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心设计开发的一种新型高性能生物医用材料。

该合金系列通过添加少量细胞毒性轻微的轻稀土元素Nd，实现了良好的时效析出强化和固溶强化效果，同时提高了合金的耐均匀腐蚀性能。

Zn和Zr元素的微量加入进一步增强了合金的强度、塑性加工能力以及强韧性和耐蚀性。

这些特性使得JDBM镁合金在骨科植入材料领域具有广阔的应用前景。

作为一种新型植入材料，JDBM镁合金的生物毒性问题一直是研究者关注的焦点。

本文首先通过体外实验研究了JDBM镁合金及其中稀土元素Nd对小鼠胚胎成骨细胞株MC3T3E1的毒性作用，分析了其对成骨细胞生长和分化的影响。

体内实验部分则通过观察Nd对小鼠骨及周围组织的生理病理影响，以及在各器官组织中的分布情况，来评估其生物安全性。

髓内针及植入物感染细菌生物膜的形成是骨科植入手术后的常见并发症之一。

本文还针对这一问题展开了研究，通过构建细菌生物膜模型，探究JDBM镁合金在植入后对细菌生物膜形成和发展的影响，以及其对细菌感染的抵抗能力。

本文从多个角度对JDBM镁合金在骨科应用中的生物毒性、髓内针及植入物感染细菌生物膜问题进行了深入研究。

这些研究结果将为JDBM镁合金在临床中的安全有效应用提供重要的理论依据和实践指导，有望为骨科植入材料的发展开辟新的道路。

1. 骨科植入材料的研究背景及现状随着人口老龄化的加剧以及人们对生活质量要求的提高，骨科疾病的治疗和康复日益受到重视。

据张小农介绍，他们研究的镁锌合金主要有五
降解速度控制问题仍待解决
整个研究过程也不是一帆风顺的。

张小农在研究中发现，镁锌合金这种
“作为当前生物材料研究的热门之一，我们研究的镁锌合金作为生物可
张小农说：“我们课题组已经创建了上海奥芮济医疗科技有限公司实施有关成果的实用转化，一些具有羟基磷灰石涂层的骨钉、髓内针等骨内固定器械预计将在本年度内研发完成。

而植入大动物的体内实验安排在明年初开展，此后6个月的植入实验研究结果出来后将会确定是否能进行下一步的人体实验。

我们希望未来的2~3年内可降解吸收生物镁锌合金能够走出实验室，制造出的各类医疗器械将走进普通人的生活中，从而提高人们的生活和健康水平。

”。

浅谈镁合金的应用领域和社会价值镁合金作为最轻的工程金属材料，被誉为“21世纪的绿色工程材料”，强度高、耐冲击、散热好、尺寸稳定和弹性模量大，承受冲击载荷能力比铝合金强。

镁合金的应用领域十分广泛，如交通运输、电子工业、军工等领域。

尤其在航空航天、轨道交通、电子产品、生物医用、自行车、建筑装饰等领域应用前景广阔，已经成为未来新型材料的发展方向之一。

镁合金应用领域航空航天从20世纪开始，镁合金就在航空航天领域得到应用。

镁合金可以大大改善飞行器的气体动力学性能并能明显减轻其结构重量，因此，许多部件用镁合金制作。

一般航空用镁合金主要是板材和挤压型材，少部分是铸件。

经过先进的加工技术处理过的镁合金，拥有着耐高温、耐腐蚀等超强属性，被广泛应用在飞机、发动机、导弹等关键部位的制作上。

随着镁合金生产技术的发展，性能会不断提高，应用范围也会不断扩大。

高速列车凭借着速度快、能耗低、环境舒适的设计特点，高铁在现代运输手段中占据着极其重要的位置。

为了保证这些方面特性的优化，列车轻量化是非常必要的技术，镁合金自然担起了这份重任。

目前，法国、日本、中国等多个国家的高铁，已经在大量使用镁合金制作零部件，成为了高速列车轻量化的关键材料。

汽车零件镁合金已被发达国家广泛用于汽车仪表板、座椅支架、变速箱壳体、方向操纵系统部件、发动机罩盖、车门、发动机缸体、框架等零部件上。

用镁合金制造汽车零部件，可以显著减轻车重，降低油耗，减少尾气排放量，提高零部件的集成度，提高汽车设计的灵活性等。

通常汽车自重每减轻10%，燃油效率可提高5.5%，废气排放相应减少。

随着技术的发展，镁合金在汽车领域的应用范围会更广。

电子产品镁合金具有优异的薄壁铸造性能，其压铸件的壁厚可达0.6~1.0mm，并保持一定的强度、刚度和抗撞能力，这非常有利于产品超薄、超轻和微型化的要求。

另外，镁合金还具有防震、抗磨损及可屏蔽电磁波的特殊功能。

三星新推出的Notebook 9（2018）系列笔记本电脑中使用镁合金，以后也将用于三星旗下的手机、可穿戴设备，将使这些设备更轻、更坚固。

生物医用材料的研究现状与发展趋势是什么？生物医用材料是一类用于诊断、治疗、修复或替换人体组织、器官或增进其功能的新型高技术材料，其应用不仅挽救了数以千万计危重病人的生命，而且降低了心血管病、癌症、创伤等重大疾病的死亡率，在提高患者生命质量和健康水平、降低医疗成本方面发挥了重要作用。

伴随着临床的成功应用，生物医用材料及其制品产业已经形成，它不但是整个医疗器械产业的基础，而且是世界经济中最有生机的朝阳产业。

随着社会经济的发展，生活水平的提高，以及人口老龄化、新技术的注入，生物医用材料产业以高于20%的年增长率持续增长，正在成长为世界经济的支柱性产业。

发展生物医用材料科学与产业不仅是社会、经济发展的迫切需求，而且对国防事业以及国家安全也具有重要意义。

正如美国21世纪陆军战略技术报告中指出的，生物技术如战场快速急救、止血、创伤、手术机器人等技术，是未来30年增强战斗力最有希望的技术。

而生物医用材料，则是生物技术的重要组成部分。

作为一个人口大国，我国对生物医用材料和制品有巨大的需求，市场年增长率已高达30%以上。

多年来在国家相关科技计划支持下，我国生物医用材料的研究得到了快速发展，但与国际领先水平差距较大，占世界市场份额不到3%，生物医用高技术产品仍基本依靠进口，已成为导致我国医疗费用大幅度增加的重要原因之一。

生物医用材料科学的显著特点是多学科交叉，包括材料学、化学(特别是高分子化学与物理学)、生物学、医学/临床医学、药学及工程学等10余个学科。

因此，生物医用材料种类较多、应用范围广，是典型的小品种、多批量。

故本文简要概述生物医用材料的研究及应用现状与发展趋势。

生物医用材料的分类较多，可以从材料特性、使用范围等不同角度进行分类，本文从材料研究角度进行分类，主要包括高分子材料（含聚合物基复合材料）、金属、陶瓷(包括碳、陶瓷和玻璃)、天然材料(包括动植物材料)。

一、高分子材料1.高分子材料种类由于人体绝大部分组织与器官都是由高分子化合物构成，因此高分子材料在生物医学上具有独特的功效和重要的作用，是临床上应用最广的一类生物材料。

镁合金在生物医学上的应用与发展镁合金由于其在生物医学领域的一系列独特性能，正在逐渐成为一种有潜力的新型生物医学材料。

本文将对镁合金在生物医学上的应用与发展进行详细介绍。

首先，镁合金具有优异的生物相容性。

镁是人体中的一种必需元素，具有良好的生物相容性和生物活性。

与传统的金属材料（如不锈钢、钛合金）相比，镁合金可以更好地适应人体环境，减轻组织炎症反应，促进人体自愈。

此外，镁合金还能够释放镁离子，镁离子对于骨骼生长和修复非常重要，有利于骨组织再生和愈合。

其次，镁合金具有轻质优势。

镁合金的密度只有铝和钛的两三分之一，使得它成为制造骨科和牙科植入物的理想材料。

由于轻质性质，镁合金可以显著减轻患者的负担，降低手术风险，并增加人工关节和牙齿等植入物的生物相容性和使用舒适性。

第三，镁合金具有良好的机械性能。

镁合金具有较高的抗拉强度和弹性模量，可以有效承受在人体内持久的机械负荷。

这使得它成为制造骨钉、骨板和牙种植体等植入物的理想材料，提高了治疗效果和患者的生活质量。

此外，镁合金还具有可降解性。

镁合金在体内能够逐渐降解，并逐步被人体新生组织所代替，最终完全被吸收。

这种可降解性能使得镁合金成为制造支架、螺钉和导管等临时植入物的理想材料，避免了二次手术的需要，减轻了患者的痛苦。

然而，镁合金在生物医学上的应用也存在一些挑战。

首先，镁合金在生物体内的腐蚀速度仍然需要进一步控制。

过快的腐蚀速度会导致过多的金属离子释放，可能对周围组织产生毒性影响。

其次，镁合金的力学性能尚不如传统的金属材料。

需要进一步改进镁合金的力学性能，以满足临床实际应用的需要。

尽管面临挑战，镁合金在生物医学领域的应用前景仍然广阔。

未来的发展方向包括优化镁合金的成分和制备工艺，增强其力学性能和可降解性能，控制其腐蚀速度，并进一步探索其在骨组织工程、心血管介入、神经修复和药物传递等方面的应用。

总结起来，镁合金在生物医学上的应用与发展具有巨大潜力。

它的优异生物相容性、轻质性能、良好机械性能和可降解性能，使其成为制造植入物的理想材料。

生物可降解镁合金支架的发展丁健;刘利珍;王征宇;陈锦琼;彭志清(综述);王永利(审校)【摘要】Biodegradable magnesium alloy stents implanted in vivo could mechanically support the vessel in a short term,and effectively prevent the acute blood vessels occlusion.But the lack of effective support time and restenosis caused by excessive proliferation of vascular smooth muscle cells and endothelial cells are the problems which need further studies.Here reviews the progress of biodegradable magnesium alloy stents, and discuss the prospect of the future application .%生物可降解镁合金支架被置入人体后，能够快速为狭窄血管提供支撑，有效地解决血管急性狭窄的问题，但其有效支撑时间不足及晚期血管平滑肌细胞和内皮细胞过度增生引起血管再次狭窄等问题尚需要进一步研究。

该文对生物可降解镁合金支架的发展研究予以综述，并对镁合金未来的应用进行讨论。

【期刊名称】《医学综述》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】3页(P646-647,657)【关键词】生物可降解镁合金支架;冠状动脉疾病;再狭窄【作者】丁健;刘利珍;王征宇;陈锦琼;彭志清(综述);王永利(审校)【作者单位】苏州大学医学部，江苏苏州 201499;上海交通大学附属第六人民医院南院介入放射科，上海 201400;上海交通大学附属第六人民医院南院介入放射科，上海 201400;上海交通大学附属第六人民医院南院介入放射科，上海 201400;上海交通大学附属第六人民医院南院介入放射科，上海 201400;上海交通大学附属第六人民医院南院介入放射科，上海 201400【正文语种】中文【中图分类】R543.520世纪90年代，随着血管内支架治疗适应证的扩大，支架的发展也呈现出可观的前景。

2014.06医苑纵横2811 前言目前用于临床的金属材料主要有不锈钢、钴基合金和钛合金。

经过临床应用，上述医用金属材料是临床上很重要的。

镁作为手术中植入材料的研究在1907年，早期临床应用证实了镁合金的生物相容性、但均因镁合金在体内腐蚀过快，并且它在皮下产生产生过量氢气而失败。

从20世纪90年代起、随着人们对镁合金的研究，在镁合金耐腐蚀性和力学性能的技术方面得到很大的提高，研究者开始进一步开展镁及其合金作为外科材料的研究。

这些年来，镁合金医用材料的主要优势是在它的生物特性上与其他金属有许多不同的地方。

（1）镁是人体内含量最多的阳离子之一、吴茂江研究表明几乎参与人体内所有的新陈代谢过程，稳定DNA 和RNA 的结构，能激活体内多种酶,调节神经肌肉和中枢神经系统的活力，调节细胞内流动的钙元素,有减压助眠和放松表情的功效，有效防治某些疾病的作用[1]。

（2）具有良好的机械性能，其弹性模量（约45Gpa ）与人骨的弹性模量（约10-30Gpa ）非常接近，可以显著减少由于植入体与人骨之间弹性模量不匹配而引起的＂应力遮挡效应＂，从而促进骨组织的愈合从而促进骨组织的愈合[2]。

witter 等的实验证明高镁离子浓度可能导致骨细胞的激活[3]。

常晓峰等进行了动物实验，早期加入镁合金可以加快骨痂牵引成骨的速度，促进骨质的成熟[4]。

王程越等自制AZ31镁合金牵引器在牵引完成后4周可提高下颌骨的高度[5]，洪岩松等将两种形态的AZ31B 镁合金植入实验动物体镁及镁合金在医学中的应用袁　月　刘童斌　王晶晶吉林大学口腔医院　吉林省长春市　130000【摘　要】镁及其合金具有优良的综合学性能、与人体良好的生物相容性能以及生物可降解吸收、生物力学性能、骨诱导效应等特点、作为口腔生物材料具有显著优势，有望成为一类新型医用植入口腔的材料，综述了镁金属作为口腔生物医用植入材料的研究发展现状，分析了其应用上的优势与不足、对医用镁合金的表面改性技术进行了简单的论述、并对其发展前景进行了展望。

生物可降解镁合金的发展现状与展望
生物可降解镁合金是一种具有良好生物相容性和降解性能的金属材料，具有广泛的应用前景。

目前，生物可降解镁合金的研究和应用已有一定发展，但仍面临一些挑战。

生物可降解镁合金的研究主要集中在材料的合成和表征方面。

研究人员通过调整合金中元素的种类和含量，控制其降解速率和机制，提高材料的力学性能和生物相容性。

此外，研究人员还致力于改善镁合金的表面性能，如提高其耐腐蚀性和降解均匀性。

其次，生物可降解镁合金在医疗领域具有广泛的应用前景。

镁具有良好的生物相容性和降解性能，可用于制备生物可降解支架、骨接合器和螺钉等器械，用于骨折修复和骨缺损修复。

此外，镁合金还可制备成人工骨骼和关节等替代品，应用于人体仿生学和生物医学工程。

然而，生物可降解镁合金目前还存在一些问题和挑战。

首先，镁合金的降解速率还不够理想，需要在降解速率和力学性能之间做出平衡。

其次，镁合金的耐腐蚀性和降解均匀性仍需改善，以提高其在体内的稳定性和可控性。

此外，对于金属离子的释放和降解产物的生物安全性还需要进一步研究。

展望未来，生物可降解镁合金研究的重点将放在材料的合成、表征和应用方面。

研究人员将继续优化合金组成和加工方法，以提高材料的降解性能和力学性能。

同时，研究人员还将在降解速率和生物相容性之间寻找更好的平衡点，并深入研究金属离子的释放和降解产物的生物安全性。

此外，生物可降解镁合金的应用领域将进一步拓展，包括骨折、骨缺损修复以及人体仿生学和生物医学工程等。

新型可降解生物医用镁合金JDBM的研究进展袁广银;章晓波;牛佳林;陶海荣;陈道运;何耀华;蒋垚;丁文江【摘要】镁合金因具有与人体骨头接近的密度和弹性模量、高比强度和比刚度、生物可降解性以及生物相容性等优点,近10年来国内外研究人员对其应用于骨内植物、骨组织工程支架和心血管支架等领域进行了广泛的研究.然而,目前大多数研究均以现有商用镁合金为对象,如含Al元素的AZ31、AZ91以及含重稀土元素的WE43等,并未考虑到作为生物材料的安全性等问题.本文作者阐述镁合金作为生物医用材料的优势、面临的挑战以及应对策略；重点介绍上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心近年来围绕自行研发的新型生物医用镁合金JDBM开展的研究工作；最后展望可降解生物医用镁合金的应用前景和发展方向.%Mg alloys have been extensively studied in the last decade in the fields of bone implants, bone tissue engineering scaffolds and cardiovascular stents due to their excellent properties, such as close density and elastic modulus to those of nature bone, high specific strength and rigidity, biodegradation and biocompatibility. However, most of the Mg alloys studied for biodegradable materials are aluminium-containing alloys, such as AZ31 and AZ91 and some heavy rare earth elements-containing alloys such as WE43. These alloys were originally developed for structural materials which did not consider the bio-safety as biomaterials. In this work, the advantages, challenges and strategies of the Mg alloys as biomedical materials are briefly introduced. The work on biomedical Mg alloys of the National Engineering Research Center of Light Alloy Net Forming, Shanghai Jiao Tong University, is highlighted. Finally, the applicationprospects and direction of the biodegradable biomedical Mg alloys are prospected.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2011(021)010【总页数】13页(P2476-2488)【关键词】可降解生物医用镁合金;骨内植物;心血管支架;生物相容性;生物降解性能【作者】袁广银;章晓波;牛佳林;陶海荣;陈道运;何耀华;蒋垚;丁文江【作者单位】上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240;上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240;上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240;上海交通大学附属第三人民医院骨科,上海201900;上海交通大学附属第六人民医院骨科,上海200233;上海交通大学附属第六人民医院骨科,上海200233;上海交通大学附属第六人民医院骨科,上海200233;上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240【正文语种】中文【中图分类】R318.08从21世纪初开始，以生物可降解镁合金为主要代表的具有生物可降解特性的新一代医用金属材料的研究发展迅速，受到了人们的特别关注[1-2]。

镁合金在生物医用材料上的发展
随着科学技术的不断发展，镁合金作为一种新型材料，其在生物医用领域中的应用逐渐受到重视。

相比于传统的金属材料，镁合金具有生物相容性好、生物吸收性强等优点，因此被广泛应用于生物医用材料的制备中。

在医疗器械方面，镁合金已经开始被用于制造支架、植入物等。

镁合金支架可以通过调整合金成分和热处理工艺来降低其生物腐蚀性，同时也可以减少支架塑性变形等问题。

镁合金植入物则可以通过其生物吸收性来减少对人体的损伤，减少二次手术的风险。

此外，在口腔修复材料、骨修复材料等方面，镁合金也有着广泛的应用前景。

研究表明，镁合金可以促进骨细胞的生长、增强骨折修复等，因此被认为是一种非常有潜力的骨修复材料。

在口腔修复方面，镁合金合成的口腔修复材料可以更好地模拟天然牙齿的形态和性能，因此具有非常广阔的市场前景。

总之，镁合金作为一种新型生物医用材料，其在医疗器械、骨修复、口腔修复等方面的应用前景十分广阔。

相信随着技术的不断发展，镁合金将会在生物医用领域中扮演越来越重要的角色。

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