可降解生物医用镁合金JDBM作为颌骨修复材料的应用研究

新型镁合金骨钉的生物力学及体外降解特性研究新型镁合金骨钉的生物力学及体外降解特性研究近年来，镁合金由于其良好的力学性能和生物相容性，成为骨修复材料中备受关注的候选材料之一。

然而，镁合金在骨修复应用中仍面临一些挑战，如其较快的生物降解速率和相对低的力学性能。

为了克服这些挑战，研究人员致力于设计开发新型镁合金骨钉，并研究其生物力学性能以及体外降解特性。

在本研究中，我们选择了一种新型镁合金（Mg-Zn-Ca-Mn），并制备了镁合金骨钉。

首先，我们对镁合金进行了化学成分分析和相组成分析，确认其具有适合骨修复应用的组分。

然后，使用压铸法制备了骨钉，并通过扫描电子显微镜（SEM）对其形貌和表面形态进行了观察。

为了评估镁合金骨钉的生物力学性能，我们进行了一系列的力学测试。

在抗剪测试中，我们发现镁合金骨钉具有较高的抗剪强度，表明其能够有效地支撑骨骼负载。

此外，我们还进行了压缩测试和弯曲测试，结果显示镁合金骨钉在这些方面也具有良好的力学性能。

为了研究镁合金骨钉的体外降解特性，我们进行了一系列的降解实验。

首先，我们将镁合金骨钉浸泡在模拟体液中，模拟体液的成分和pH值与人体生理环境相似。

通过定期取出样品并使用光学显微镜观察其表面形貌变化，我们发现镁合金骨钉在体液中逐渐发生降解。

进一步的电化学测试和离子浓度分析结果表明，镁合金骨钉的降解过程伴随着镁离子的释放，同时，钙和磷等元素的浓度也逐渐增加，这有助于促进骨组织的再生和修复。

综合上述研究结果，我们可以得出结论：新型镁合金骨钉具有良好的生物力学性能和适度的体外降解特性，可望成为一种理想的骨修复材料。

然而，为了进一步验证其应用前景，尚需进行大规模的体内实验，并进行相应的医学评估。

相信通过不断的研究努力，镁合金骨钉将为骨组织修复提供新的解决方案，为临床骨修复提供更好的选择综合以上研究结果，我们发现镁合金骨钉具有良好的生物力学性能和适度的体外降解特性。

它具有高的抗剪强度，能有效支撑骨骼负载，并在压缩和弯曲方面表现出良好的力学性能。

镁合金在生物医用材料领域的研究应用与发展摘要：镁基合金具有较高的强韧性和加工性能以及较好的生物相容性，目前集中于骨固定材料、多孔骨修复材料、牙种植材料、口腔修复材料以及心血管支架方面的研究。

但镁基合金在人体体液环境下的腐蚀性过快是很大难题，采用适宜的改性方法不仅可以提高镁基合金的耐腐蚀性能，降低其生物降解速率，而且可以进一步提高其力学性能和表面生物活性，进而才能推动镁基合金医用材料的开发及应用。

关键词：镁合金生物相容性骨骼医用材料血管支架正文：生物医用材料是人们最早应用的医用材料之一，也是目前全世界应用最多、最广的医用材料。

而在社会发展的今天，金属材料单一特性不能满足医用需求，人们也越来越意识到多种材料符合取长的发展前景可观，而如何开发新型合金材料，如何能对医用金属材料进行特定的表面改性，是医用材料方面一直关注并努力的方向[1]。

目前临床应用的医用金属材料主要有不锈钢、钴基合金、钛合金、医用贵金属、医用形状记忆合金、纯金属钽、铌、锆等。

关于镁及镁合金的医用研究可追溯至1907年，但后来由于镁的耐腐蚀性差而被搁置。

近几年，随着加工方法及表面处理技术等的发展和成熟，镁合金的耐腐蚀性和力学性能得到很大提高，部分研究者又进一步开展镁合金医用材料研究。

1.镁基合金的医用研究1.1.骨固定材料目前，广泛应用于骨板、骨钉的生物医用材料主要是钛及钛合金、不锈钢及聚乳酸等。

但是，这些材料都存在一定的局限性。

钛及钛合金、不锈钢等金属材料会发生应力遮挡效应，即将金属材料植入人体后，因其与人骨材料的弹性模量不匹配产生的人骨受力被遮挡效应[2]，会使骨骼强度降低、愈合迟缓。

而聚乳酸等高分子材料力学性能差，很难承受较大的负重。

因此，需要发展新的骨固定材料，即既要有类似于人骨的力学性能，又要有良好的生物相容性，并且不产生毒性。

研究表明镁及镁合金有可能作为新的骨固定材料，因为镁及镁合金有高的比强度和比刚度[3]（如表1），纯镁的比强度为133GPa／(g／cm3)，而超高强度镁合金的比强度已达到480 GPa／(g／cm3)，比Ti6A14V的比强度(260 GPa／(g／cm3))高出近1倍。

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。

Tianjin Med J,July 2020,Vol.48No.7可降解镁基合金骨折固定及骨修复材料的研究进展姜洪丰1，陈民芳2△，刘德宝2摘要：可降解镁基合金材料具有良好的力学性能、突出的生物相容性和成骨诱导性。

其作为有临床应用前景的骨折固定及骨修复替代材料近年来备受关注。

本文就可降解医用镁合金材料在骨折固定及骨修复领域的研究进行总结，分别从镁合金骨折固定及骨修复材料的优势、发展历史、研究及应用现状、存在的问题与挑战等几个方面进行了综述。

关键词：骨折固定术；生物相容性材料；可降解镁基合金；骨修复；成骨诱导性中图分类号：R318.08文献标志码：ADOI ：10.11958/20200320Research progress of biodegradable magnesium alloys for fracture fixation and bone repair materialsJIANG Hong-feng 1,CHEN Min-fang 2△,LIU De-bao 21The 4th Department of Spine Surgery,Tianjin Hospital,Tianjin 300211,China;2School of Materials Science andEngineering,Tianjin University of Technology△Corresponding AuthorE-mail:****************Abstract:In recent years,biodegradable magnesium-based alloys are showing great potential to be used as a new classof materials and are attracting much attention owing to their characteristics of biodegradation and good osteogenesis inductivity,biocompatibility and other biofunctional properties.These advantages make them promising candidates forfracture fixation and bone repair applications.This paper summarizes the advantages,history,challenges and the recentresearch progress of biodegradable magnesium-based alloys for orthopedic application.Key words:fracture fixation;biocompatible materials;biodegradable Mg-based alloy;bone repair;osteogenesisinductivity基金项目：国家自然科学基金资助项目（51871166）作者单位：1天津市天津医院脊柱四科（邮编300211）；2天津理工大学材料科学与工程学院作者简介：姜洪丰（1972），男，博士，副主任医师，主要从事脊柱外科相关研究△审校者E-mail ：****************新型可生物降解植入材料是生物材料领域最前沿的研究课题之一。

第53卷第7期表面技术2024年4月SURFACE TECHNOLOGY·15·医用可降解镁合金应用及表面改性研究进展王国庆，李广芳，刘宏芳*（华中科技大学a.化学与化工学院b.生物医用与防护材料湖北省工程研究中心c.能量转换与存储材料化学教育部重点实验室d.材料化学与服役失效湖北省重点实验室，武汉 430074）摘要：镁及其合金作为新一代生物医用可降解材料，具有良好的经济性、力学性能、生物相容性、可降解性能，在骨科、心血管科、消化科等领域具有广阔的应用前景。

镁合金具有较高的化学活性，因此其降解速率较快，力学性能的维持受限，植入时可能发生的细菌感染会引发炎症和腐蚀加速等问题，因此需要通过表面改性来制备多功能一体化的涂层。

综述了医用可降解镁合金作为接骨板、螺钉、血管支架、胃肠吻合器、胆管支架等植入材料的应用现状及最新研究成果。

讨论了医用可降解镁合金在植入生物体时面临的析氢、pH升高、腐蚀加速、力学性能衰减、稀土元素毒性及内膜增生等具体问题，在此基础上，考察了化学转化、等离子喷涂、微弧氧化、聚合物涂层等4种镁合金表面改性技术的最新研究动态。

结合体内试验和体外试验，概述了表面改性对镁合金安全性、耐蚀性、抗菌性、生物相容性等方面的影响，并简要对比了几种表面改性技术的优缺点。

最后展望了医用可降解镁合金表面改性技术的发展方向。

关键词：镁合金；可降解；植入材料；表面改性；耐蚀性中图分类号：TG174.4；R318.08 文献标志码：A 文章编号：1001-3660(2024)07-0015-16DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2024.07.002Research Progress in Application and Surface Modificationof Medical Degradable Magnesium AlloysWANG Guoqing, LI Guangfang, LIU Hongfang*(a. School of Chemistry and Chemical Engineering, b. Hubei Engineering Research Center for Biomedical andProtective Materials, c. Key Laboratory of Material Chemistry for Energy Conversion and Storage,Ministry of Education, d. Hubei Key Laboratory of Materials Chemistry and Service Failure,Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China)ABSTRACT: As a new generation of biodegradable materials for medical use, magnesium and its alloys exhibit excellent affordability, mechanical property, biocompatibility and biodegradability, and possess extensive application prospects in orthopedics, cardiovascular treatment and gastroenterology. However, the high chemical activity of magnesium alloys leads to excessive degradation rates and limited maintenance of mechanical performance, and the possible bacterial infection during implantation can also lead to problems such as inflammation and accelerated corrosion, so surface modification is necessary to收稿日期：2023-04-18；修订日期：2023-09-25Received：2023-04-18；Revised：2023-09-25基金项目：国家自然科学基金（52171069）Fund：National Natural Science Foundation of China (52171069)引文格式：王国庆, 李广芳, 刘宏芳. 医用可降解镁合金应用及表面改性研究进展[J]. 表面技术, 2024, 53(7): 15-30.WANG Guoqing, LI Guangfang, LIU Hongfang. Research Progress in Application and Surface Modification of Medical Degradable Magnesium Alloys[J]. Surface Technology, 2024, 53(7): 15-30.*通信作者（Corresponding author）·16·表面技术 2024年4月form integrated multifunctional coatings. Starting from the current application of medical degradable magnesium alloys in various fields, the work aims to describe the research status of magnesium alloys as several types of implant materials, and clarify the specific challenges faced by magnesium alloys when implanted in organisms. Based on this, the latest research developments of four kinds of surface modification techniques of magnesium alloys are reviewed, and by evaluating the advantages and disadvantages of these techniques, targeted improvement directions are indicated to facilitate the development and practical application of surface modification techniques of medical degradable magnesium alloys. Medical degradable magnesium alloys are suitable as bone implant materials because of their osteogenic properties. When magnesium alloys are used as bone plates and screws, the mass loss and mechanical performance attenuation in long-term service are unacceptable, and they suffer from hydrogen evolution and pH increase simultaneously. Magnesium alloys can also serve as vascular stents because of their arrhythmia prevention and antithrombotic effects. Nevertheless, besides the rapid corrosion rate, the vascular stenosis caused by intimal hyperplasia should be considered, and the toxicity of rare earth elements in the new stent is not yet clear. When used as gastrointestinal staples as well as bile duct stents, the degradation rate of magnesium alloys needs to be more strictly controlled due to the corrosive digestive fluids they are exposed to. To improve the overall performance of medical degradable magnesium alloys, researchers have prepared various organic and inorganic coatings. The coatings including chemical conversion coatings, plasma spray coatings and micro-arc oxidation films are inorganic coatings. Chemical conversion coatings can effectively improve the biocompatibility and corrosion resistance of magnesium alloys, but the formation mechanism and long-term biological effects of the coatings should be further studied. Especially, attention needs to be paid to the coating formation mechanisms and health risks of the rare earth conversion coatings. Plasma spray, as a conventional method, can firmly integrate the coatings onto the surface of the magnesium alloy substrate, but it is difficult to avoid the formation of micro-pores and thermal stress residues, and further optimization of the spraying process or other post-treatment techniques is required. Micro-arc oxidation films are in-situ formed ceramic layers with excellent bonding strength and hardness. Similar to plasma spray coatings, their surfaces are also distributed with inherent micro-pores or micro-cracks, and these micro-defects are suitable as micro-containers and nano-containers or outer adhesion sites. Polymer coatings belong to organic coatings, which are denser than inorganic coatings, but they are prone to peel off from the substrate and their strength and hardness are not as good as those of inorganic coatings. A better strategy is to utilize the inorganic coating as an intermediate layer to provide sufficient adhesive strength and the polymer layer as a sustained drug release system, thus combining the advantages of the both. At present, the application of medical degradable magnesium alloys has been gradually extended from orthopedics and cardiovascular treatment to gastroenterology, oral and maxillofacial surgery. This change has put forward higher requirements on the comprehensive performance of magnesium alloys. Future research on surface modification of magnesium alloys should focus on key factors such as cell adhesion, controlled degradation, antimicrobial performance and biocompatibility, while moving from static simulations to the dynamic organisms and ensuring the effective functioning of the coatings after implantation.KEY WORDS: magnesium alloys; degradable; implant material; surface modification; corrosion resistance生物可降解材料是一类在生物机体中体液及核酸的作用下不断被降解、吸收或排出体外，最终完全被新生组织取代的生物医用材料，它包括生物可降解陶瓷、生物可降解高分子材料、生物可降解金属材料、复合材料及生物衍生材料等5类[1-2]。

AZ31B生物可降解镁合金植入兔下颌骨生物学行为的实验
研究的开题报告
题目：AZ31B生物可降解镁合金植入兔下颌骨生物学行为的实验研究
摘要：
生物可降解金属材料是一种新兴的材料，具有良好的生物相容性和生物降解性能，被广泛应用于医学领域。

AZ31B生物可降解镁合金作为一种新型的生物可降解金属材料，有望成为股骨头、牙槽突等骨组织修复和植入材料的首选。

本研究旨在探究AZ31B生物可降解镁合金植入兔下颌骨的生物学行为。

首先，
通过对AZ31B合金的化学成分、显微组织结构等进行分析，确定材料的物理化学性质。

其次，采用兔下颌骨植入试验，观察材料在骨组织中的降解速度、生物活性、细胞反
应等生物学特性。

最后，利用扫描电镜、组织学和化学染色等方法，对植入部位进行
形态学和组织学分析，探究AZ31B生物可降解镁合金的生物学行为。

本研究的成果将有助于深入了解AZ31B生物可降解镁合金在骨组织中的生物学
行为，为其在临床医学领域应用提供参考。

关键词：生物可降解金属材料；AZ31B生物可降解镁合金；兔下颌骨；生物学行为。

骨科用生物可降解镁合金材料研制及骨科相关生物学功能研究目的:医用镁合金作为一种可降解的骨科生物医用材料具有十分光明的临床应用前景。

但是目前镁合金为医用材料在应用上存在的最大的障碍就是它腐蚀速度过快,而且腐蚀时会伴有大量气体产生,这大大限制了镁合金的开发和应用。

从骨科学角度讲,镁合金的力学性能、降解性能及生物相容性等方面的研究是在骨科领域应用的研究热点。

尽管有很多报道或文献使人们对生物可降解镁合金成为骨科新一代内植物材料的前景抱有期望,但目前并无可降解镁合金产品,说明其还需要改进和研究。

本论文的研究思路是通过分析选择合金成分,通过合金化设计和制备,在镁基体中添加其他特定合金化元素,来观察其性能的变化,对可降解镁合金力学性能、腐蚀性能、生物相容性、降解产气、毒性等多个方面进行研究和观察,选择或评价各个特性及其结果,为今后的可降解镁合金设计、制备及研究方式选择打下基础,提供可靠依据,为可降解镁合金的研发和应用提供力所能及的支持。

方法:（1）镁合金材料成分设计制备及性能研究,从医学和冶金学两方面考察各种合金元素的作用,分析并选定合适的合金元素,通过铸造的方式来制备生物医用镁合金;通过研究镁合金的微观组织、力学性能和耐腐蚀性能,来评价各组分镁合金的性能优劣。

（2）镁合金材料体外实验中,通过溶血性研究和细胞毒性研究,进一步评价镁合金的生物相容性中的血液相容性和细胞毒性,并作为筛选镁合金进入下一阶段研究的依据。

（3）镁合金材料体外实验中,通过抑菌实验研究来探讨和评价镁合金材料的抗感染潜力及其特点。

（4）镁合金材料体内实验中,通过大体观察、血液生化检查及影像学检查等方法,系统观察分析镁合金产气现象。

（5）镁合金材料体内实验中,通过血液生化检查及等方法,研究分析在体镁合金对组织、器官的毒性作用。

（6）镁合金材料体内实验中,通过病理学检查及扫描电镜实验等方法,研究分析在体镁合金对周围组织的炎症影响和纤维膜形成情况。

可生物降解医用镁基金属复合材料的研究进展杨黎1，2，方家栋1，2综述兰海1，2，王晓东2审校1.遵义医科大学，贵州遵义563000；2.成都大学附属医院，四川成都610081【摘要】镁基金属复合材料目前广泛应用于生物医学领域，如骨科植入物等，现已成为第三代生物材料之一。

与钛、不锈钢、钴铬等永久性植入物相比，镁具有生物可降解特点，因此镁基金属复合物是骨折内固定装置更好的选择，在骨折愈合后不需要二次手术将其移除。

除此之外，镁能刺激新骨形成，具有抗菌特性，能降低因感染造成内固定失败的风险。

基于诸多优点，人们对镁基金属可降解生物材料的开发越来越感兴趣。

本文就镁基金属复合材料在生物医学领域的最新研究进展进行综述，对几种用于制备镁基金属复合材料的增强剂以及其加工技术进行全面描述，讨论增强体选择和制备工艺对镁基生物复合材料力学性能、腐蚀性能和生物性能的影响。

【关键词】镁基金属复合材料；可生物降解植入物；增强材料；生物医学；制备工艺；生物相容性【中图分类号】R318【文献标识码】A【文章编号】1003—6350（2023）06—0903—05Research progress of biodegradable medical magnesium-based metal composites.YANG Li 1,2,FANG Jia-dong 1,2,LAN Hai1,2,WANG Xiao-dong 2.1.Zunyi Medical University,Zunyi 563000,Guizhou,CHINA;2.Affiliated Hospital ofChengdu University,Chengdu 610081,Sichuan,CHINA【Abstract 】Magnesium-based metal composites are currently widely used in biomedical fields,such as orthope-dic implants,and have now become one of the third-generation pared with permanent implants such as titanium,stainless steel,cobalt-chromium,magnesium is biodegradable.Magnesium-based metal composites are a better choice for internal fixation devices for fractures and do not require secondary surgical removal after fracture healing.In addition,magnesium stimulates new bone formation and has antibacterial properties,which can reduce the risk of inter-nal fixation failure due to infection.There is growing interest in the development of magnesium-based metal-degradable biomaterials based on these advantages.This paper reviews the latest research progress of magnesium-based metal com-posites in the field of biomedicine,comprehensively describes several reinforcing agents used to prepare magne-sium-based metal composites and their processing technologies,and discuss the effect of reinforcement materials selec-tion and preparation process on the mechanical properties,corrosion properties and biological properties of magne-sium-based biocomposites.【Key words 】Magnesium-based metal composites;Biodegradable implants;Reinforcement materials;Biomedi-cal;Preparation process;Biocompatibility ·综述·doi:10.3969/j.issn.1003-6350.2023.06.032基金项目：四川省成都市科技局项目(编号：2021-YF05-00826-SN)；四川省成都市卫健委项目(编号：2021116)；四川省成都市金牛区医学会课题(编号：JNKY2021-07)。

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]。

骨植入生物可降解镁合金研究进展曹跃杰;张雪飞;管仁国;周天国;崔彤【摘要】Mg及镁合金作为新型骨植入材料,具有良好的力学性能、细胞相容性和生物可降解性,已经成为国内外研究的热点.然而,镁合金在体内过快降解严重制约了其在临床上的应用.因此,控制镁合金降解速率成为研究的重中之重.综述了镁合金作为骨植入材料的研究现状,详细介绍了主要合金元素对镁合金性能的影响以及改善抗腐蚀性的主要技术和方法.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2015(043)003【总页数】5页(P15-19)【关键词】镁合金;生物可降解;骨植入材料;细胞相容性【作者】曹跃杰;张雪飞;管仁国;周天国;崔彤【作者单位】沈阳大学机械工程学院,辽宁沈阳110044;沈阳大学机械工程学院,辽宁沈阳110044;东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110004;沈阳大学机械工程学院,辽宁沈阳110044;东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110004【正文语种】中文【中图分类】TG146.22Mg是人体必需的营养元素，就金属元素来说Mg在人体内的含量仅次于Ca、K、Na，居第4位;在细胞内的含量仅低于K的，是居第二位的重要阳离子，具有许多特殊的生理功能。

目前，已有许多国家将Mg列为人体必需的元素，补Mg的重要性并不亚于补Ca的。

中国营养学会建议，成年男性每天约需Mg 350 mg，成年女性约为300 mg，儿童为250 mg，婴幼儿为80 mg。

Mg的生理功能主要体现在它能催化或激活机体325种酶系，参与体内几乎所有生命活动，对肌肉收缩、神经运动、生理机能、预防循环系统疾病和缺血性心脏病均具有重要作用，被誉为“人体健康的催化剂”［1-2］。

骨植入材料是一种重要的用于骨修复及整形外科的生物医用材料，包括骨板、骨钉［3］。

目前，临床上普遍应用的骨植入材料主要是不锈钢、钴合金和钛合金等，它们具有良好的耐腐蚀性，能够长期稳定地存在于人体内，正因如此，需要二次取出，给患者带来身心和经济上的双重负担［4］。

收稿日期:2019-05-13作者简介:雷宇(1983—),工程师,主要从事有色金属、铜及铜合金材料的研究与开发。

〔摘要〕镁合金材料具有优异的力学性能、良好生物相容性和可降解性,近年来成为可降解生物医用材料的研究热点。

镁合金材料较快的腐蚀速度和不可控的降解过程,极大限制了镁合金材料的临床应用和推广。

综述了镁合金材料做可降解医用材料的优势和不足,阐述了镁合金材料耐腐蚀性能的提升手段和研究进展,指出合金化、表面处理和特种加工工艺等方法可有效提升镁合金材料的耐腐蚀性能,并展望了可降解生物医用镁合金材料的发展方向。

〔关键词〕镁合金;可降解;生物医用;腐蚀中图分类号:TG178文献标志码:A文章编号:1004-4345(2019)04-0005-04Research Progress on Biodegradable Magnesium Alloys BiomaterialsLEI Y u(Golden Dragon Precise Copper Tube Group Inc.,Chongqing 404100,China)Abstract Recent years biodegradable magnesium alloys have been a hotspot in the field of medical implant materials due to theexcellent mechanical properties,good biocompatibility and biodegradable absorption characteristics.The rapid corrosion speed anduncontrollable degradation process of magnesium alloy material greatly restricted the clinical application and promotion of magnesium alloy materials.This paper reviews the advantages and disadvantages of biodegradable magnesium alloys and the current research statuson magnesium and its alloy s as the implants materials.This points out that the alloying,surface treatment and other special processing method can effectively improve the corrosion resistance of magnesium alloy materials,and the development direction of biodegradable biomedical magnesium alloys is prospected.Keywords magnesium alloys;biodegradable;biomedical;corrosion可降解生物医用镁合金材料的研究进展雷宇(金龙精密铜管集团股份有限公司,重庆市404100)第40卷第4期有色冶金设计与研究2019年8月近年来,以可降解镁合金为主要代表的新型生物医用金属材料发展迅速,越来越受到医学界的关注。

可降解镁合金作为骨科应用生物材料的研究进展
王义生;王建儒;刘宏建
【期刊名称】《河南医学研究》
【年(卷),期】2009(18)1
【摘要】在治疗骨科伤病中帮助修复或替代骨组织方面，金属材料依然起着非常
重要的作用。

与陶瓷和多聚体材料相比，金属材料具有较高的机械强度和断裂韧性，所以更适合在负重方面的应用。

现在主要在临床上使用的金属生物材料包括不锈钢、钛以及钴铬合金等。

但这些金属生物材料具有其使用不足之处：即可能在腐蚀或磨损过程中释放有毒的金属离子或／和金属颗粒，产生可导致组织缺损以及降低生物相容性的炎症级联。

【总页数】3页(P75-77)
【作者】王义生;王建儒;刘宏建
【作者单位】郑州大学第一附属医院骨科,郑州大学骨科研究所,河南郑州,450052;
郑州大学第一附属医院骨科,郑州大学骨科研究所,河南郑州,450052;郑州大学第一
附属医院骨科
【正文语种】中文
【中图分类】R9
【相关文献】
1.生物可降解镁合金作为骨科植入物研究进展 [J], 吕一鸣;柴益民;韩培;嵇伟平
2.生物可降解镁合金在心血管和骨科的研究进展 [J], 井永斌;庄金鹏;闫景龙
3.骨科可降解镁合金生物材料的研究进展 [J], 周盟;黄艺聪;康斌
4.骨科可降解镁合金生物材料的研究进展 [J], 周盟;黄艺聪;康斌
5.骨科可降解镁合金生物材料的研究进展 [J], 李玉国
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2018•08技术应用与研究当代化工研究Chenmical I ntermediate ^^可降解生物医用镆合金材料的研究进展*刘茗贺(郑州外国语中学河南450001)摘要：生物医用材料因其在现代医学领域的许多重要应用而引起了越来越多的学者的兴趣。

其中，镁合金由于具有优异的生物相容性和 力学性能而在众多材料中脱颖而出，成为潜力非凡的可降解金属骨移植材料。

但是其在生物体内降解速率过快，严重限制了其实际应用。

针对这一问题，本文概述了镁合金的合金化、表面处理、非晶化和复合材料等四类减缓其降解速度的研究现状，并提出展望，以期对生物 医用镇合金的实际应用提供参考•关鍵词：可降解镁合金；合金化；表面处理；非晶化；复合材料中图分类T文献标识码：AResearch Progress of Degradable Biomedical Magnesium Alloy MaterialsLiu Minghe(Zhengzhou Foreign Language Middle School，He’nan,450001)Abstract: Biomedical m aterials have a ttracted m ore and m ore s cholars' i nterest d ue to their m any important a pplications in thefield o f m odem medicine. Among them, magnesium alloy s tands out among many materials due to its excellent biocompatibility and m echanical p roperties, becoming a degradable metal bone graft material with extraordinary p otential. However, its degradation rate in organisms is too f ast, which severely limits its practical application. In view of t his p roblem, this p aper summarizes the status of f our types of r esearch which can slow down the degradation rate of m agnesium alloy, including alloying, surface treatment, amorphous and composite materials, and p uts f orward the p rospect, hoping to p rovide a reference f or the p ractical application o f b iomedical magnesium alloy.Key wordsi degradable magnesium alloys alloying% surface treatment-, amorphous；composite material1■引言生物医用材料是一类具有特殊性能、多种功能，常用在 人造器官、外科手术、康复理疗、疾病的诊断和治疗，并对人体无毒副作用的材料。

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第一部分新型医用可吸收镁合金JDBM的生物毒性目的：交大镁合金系列（Jiao Da bio-magnesium series, JDBM）是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生物相容性好、强度和塑韧性相匹配、腐蚀行为近乎均匀的新型高性能生物医用Mg-Nd-Zn-Zr (平衡-3-0.2-0.4wt.%)基合金系列，分为2类，JDBM1具有高强度和中等塑性，应用于骨科；JDBM2具有高塑性和中等强度，应用于血管支架。

该合金体系添加了少量细胞毒性轻微的轻稀土元素Nd 作为低合金化元素，Nd的加入可以保证镁合金具有良好的时效析出强化和固溶强化效果，并可大幅度提高合金基体的电极电位，减小基体与第二相的电偶腐蚀电位差，从而提高镁合金的耐均匀腐蚀性能。

Zn是人体生理需要的微量元素，微量加入可提高合金强度及塑性加工能力；微量Zr作为晶粒细化剂可提高合金的强韧性和耐蚀性，其在镁合金中的生物相容性已经证实。

JDBM的强度、柔韧性、耐蚀性能和生物相容性全面超越已经在欧洲进入临床实验的WE43镁合金。

相比于商业性的WE43和AZ31镁合金，JDBM具有更好的生物相容性。

JDBM 在体内90天时基本完好，在180天时降解少于40%。

本实验的目的，即通过研究含轻稀土Nd元素的JDBM镁合金及单纯的Nd对体外培养的小鼠胚胎成骨细胞株MC3T3-E1的毒性，分析JDBM镁合金中稀土元素Nd的体外成骨细胞毒性，体内实验部分通过研究Nd对昆明小鼠骨及周围组织的生理病理影响，以及其在小鼠各器官组织中的分布，来研究Nd的生物安全性及其动物体内分布情况。

方法：按标准方法用aMEM培养基制作Nd的浸提液，并稀释为1/2、1/4、1/8几个不同的浓度梯度，同时制作Ti合金、WE43镁合金、JDBM 镁合金及CaP涂层JDBM镁合金的浸提液，以正常培养组做空白对照，以Ti合金浸提液组做阴性对照，以0.64%苯酚组做阳性对照，用含10%澳洲胎牛血清的aMEM 培养基对MC3T3-E1成骨细胞进行培养，观察其不同时间的形态变化及增殖情况，并以CCK8法检测其不同时间的细胞增殖活性，以Annexin V PI双染色流式细胞术检测不同时间的细胞凋亡情况。

生物可降解镁基材料在颅颌面外科的应用及其研究进展
常欣楠;刘磊
【期刊名称】《国际口腔医学杂志》
【年(卷),期】2024(51)1
【摘要】作为一种新型骨植入材料,生物可降解镁基材料在颅颌面外科显示出广阔的应用前景。

与传统骨植入材料相比,镁具有良好的降解特性、生物相容性、力学特性和成骨特性,其降解产物镁离子具有抗凋亡、抗炎的作用,能够促进骨折和骨缺损部位的愈合。

多项研究将生物可降解镁基材料应用于颅颌面部骨内固定、引导骨再生技术、骨替代材料、药物负载、种植体表面涂层等领域,其结果显示该类材料能够为骨愈合提供稳定的支持,并发挥出良好的促进成骨作用。

此外,镁在口腔其他领域,如牙组织工程、促进软组织愈合等方面也表现出应用潜能,显示出生物可降解镁基材料具有重要的研究价值。

【总页数】9页(P107-115)
【作者】常欣楠;刘磊
【作者单位】口腔疾病防治全国重点实验室、国家口腔医学中心、国家口腔疾病临床医学研究中心、四川大学华西口腔医院创伤整形外科
【正文语种】中文
【中图分类】R782.2
【相关文献】
1.镁基生物可降解材料耐蚀性能改善研究进展∗
2.可降解医用镁基生物材料的研究进展
3.可降解生物材料在口腔颌面外科中的应用
4.生物降解接骨材料在颅颌面外科的临床应用研究
5.颅颌面外科的功能性进颅术在口腔颌面肿瘤的应用
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