AZ31镁合金的生物降解行为研究

研究了AZ31镁合金作为生物医用材料的体内外生物降解行为.初步分析了其作为可降解生物医用材料的可行性.体外浸泡实验结果表明,AZ31镁合金的降解行为与其所处环境有关,在Hank's溶液中的降解速度较在0.9%NaCl溶液中低;经过热处理后的AZ31镁合金较铸态和锻态降低了点蚀发生倾向,降解速度更慢.体内植入实验结果表明,AZ31镁合金与动物不同组织接触,其降解速度不同,在骨髓腔内的降解速度更快.植入5周时,镁合金已发生降解,20周降解更为明显.降解过程中镁合金表面有Ca-P物质沉积,表面具有优异的生物活性,其降解产物主要通过尿液进行排泄.在表面制备Ca-P涂层可降低镁合金的降解速度.AZ31镁合金是一种具有良好应用前景的新型生物可降解医用植入材料.     

生物医用镁合金材料的应用及耐蚀性研究进展

镁合金具有良好的力学性能,与人体生物相容性好,尤其是在人体内具有可生物降解的特点,是一种非常有前途的可降解生物医用金属材料.综述了镁和镁合金作为可降解生物医用材料的优越性和存在问题,生物医用镁合金的国内外研究现状,镁和镁合金的腐蚀机理及腐蚀类型,总结了当前用于提高生物医用纯镁和镁合金耐蚀性的方法,并对生物医用镁合金体内体外耐蚀性能进行了比较,展望了可降解生物医用材料的未来发展前景和研究方向.     

生物可降解镁合金的发展现状与展望

镁合金作为新型可降解医用金属材料,近年来成为生物材料领域的研究热点,并越来越受到生物、材料和医学界的关注和重视.从工程用镁合金、新型医用镁合金、表面改性镁合金和新颖结构镁合金4个方面综述了国际和国内生物可降解镁合金方面的研究现状,系统地介绍和总结了目前生物可降解镁合金材料的合金设计、力学性能、体液腐蚀特性、细胞毒性和动物体内植入实验的相关结果,展望了未来生物可降解镁合金亟待解决的科学问题和应用前景.     

可生物降解医用镁合金的合金化研究进展

镁合金被认为是一种革命性的可生物降解医用金属材料。然而,在组织的愈合期间合金局部腐蚀过快,以致服役期力学性能下降或产生对人体有毒副作用的产物,严重限制了其在临床上的应用。合金化是提高镁合金力学性能和生物相容性的一种有效方法。全面综述了生物医用镁合金的合金化研究进展,包括添加生物营养元素(Ca、Sr、Zn 等),微量无毒元素(Zr、Nd、Y)及有毒元素(Al、Li、Ce 等)对合金的体内外细胞毒性、组织反应、耐腐蚀性能和力学性能的影响。此外,还简单总结了镁合金中多种合金化元素复合添加的最新研究情况,展望了可降解镁合金材料合金化研究的方向。     

生物医用镁合金研究进展

由于具有优异的力学相容性、生物相容性和可降解性,镁及其合金成为新一代生物医用可降解金属植入材料的研究焦点。但镁及其合金由于较快的降解速率,严重制约了其在临床上的应用步伐。开发高强度、高韧性、高耐蚀,且降解行为可控的高性能镁合金迫在眉睫。综述了生物医用可降解镁合金的最新研究进展,详细介绍了镁及其合金作为生物医用材料的优势与不足、产品研发现状、降解机理及腐蚀行为和耐蚀性研究,并指出了研究中存在的问题和未来发展方向。     

植入用镁及其合金可生物降解涂层的研究进展

镁及其合金具有在生物体内可生物降解吸收的特点,然而镁及其合金在体内过快的腐蚀降解速率成为限制其医学应用的关键科学问题。在合金表面制备可生物降解表面涂层是提高镁及其合金体内耐蚀性能的重要途径。为此,系统地综述了植入用镁合金可生物降解涂层的种类和制备方法,分析了各种涂层的优缺点,并指出其存在的问题和今后的研究方向。     

镁合金材料表面涂层构建及表征

镁合金作为一种新型的可降解生物医用金属材料,在力学性能、生物相容性和生物降解性能方面都具有优越性,目前在医用材料领域已成为研究热点。然而由于其存在腐蚀速率快和腐蚀不均等不足,这势必会阻碍它的应用及发展。因此对镁合金材料表面进行改性处理,增加耐腐蚀性,同时提高其生物相容性,已经成为可降解镁合金发展与应用中的重要组成部分。采用一种细胞内的天然高分子聚合物,即聚β-羟基丁酸酯(poly-beta hydroxy butyric acid ester,PHB)作为涂层材料,在WE43镁合金表面制备PHB涂层,考察改性后镁合金材料的表面形貌和生物相容性。实验结果表明,经聚合物PHB涂层后的WE43镁合金聚合物涂层分布较均匀,对镁合金有较好的保护作用。另外,PHB涂层明显提高了镁合金的血液相容性,对细胞的增殖起到了一定的促进作用,并有利于细胞迁移。该研究为可降解医用镁合金材料的研究提供一种新思路。     

从可降解金属的角度审视医用镁合金的元素选择

进入21世纪以来,可降解金属成为医用金属材料研究的热点。镁及镁合金是过去10余年被广泛研究的代表性可降解金属材料。Web of Science检索显示,过去10余年有关医用镁合金的基础研究工作在全球范围内已经发表了3000余篇文章,人们对可降解镁合金与机体的力学、化学和生物学相互作用机制有了较深入的认识,初步开展了"医用镁合金的成分设计与性能优化"、"镁合金在体内的降解机制及其调控方法"、"镁合金降解产物的生物安全性与代谢途径"、"镁合金降解过程中的力学强度退化"等基础科学研究。尽管已有大量的新配方镁合金被设计与研究用于生物医学,但多为工程材料专家们的炒菜式思维,企业对投入费时费钱的生物医学验证坐等,医学转化成效低。在成百上千的已有材料配方中,迄今在全球上市的医用镁合金植入式医疗器械只有德国WE43系镁合金和韩国Mg-Ca-Zn合金,国内进入创新医疗器械的两个产品是以纯镁为材料。因此,拟从生物材料专家的视角出发,摒弃对力学性能的追求,从可降解金属的生物降解性和生物安全性两个最基本的判据出发,对元素周期表中适合可降解金属的元素进行初步筛选,在此基础上选出用于医用镁合金的合金化元素,换一个角度,从更佳的生物学性能和生物功能性出发,对未来医用镁合金材料设计指明可以尝试的新方向。     

可吸收医用镁合金缝合线的研究进展

当前医用可吸收高分子缝合线仍存在不少问题,亟需寻找综合性能更好的替代材料。镁合金具有比强度高、生物相容性良好、可生物降解、资源丰富等优势,作为可吸收缝合线具有巨大的应用前景,越来越引起医学界的关注与重视。本文介绍了可吸收缝合线的研究现状、生物镁合金材料的优点和临床医学应用情况及镁合金丝材制备技术,特别关注了医用镁合金及其可吸收缝合线的未来发展方向。     

可降解医用金属功能化表面改性研究进展

近年来,以镁、铁、锌为代表的可降解医用金属由于其独特的体内降解性能和优异的生物相容性成为国内外研究热点.这类可降解医用金属能够在体内逐渐被体液腐蚀降解,它们所释放的腐蚀产物能够给机体带来恰当的宿主反应,当协助机体完成组织修复的任务后将全部被体液溶解,避免了二次手术.前期研究表明,三种可降解医用金属在实际临床应用中尚存在一些不足:镁及镁合金的体内降解速率过快,降解过程中产生的氢气会对植入物周围组织和细胞产生不利影响;铁及铁合金的体内降解速率过慢;锌及锌合金的降解速率最符合临床要求,但是其较低的力学性能限制了锌及其合金的应用.鉴于此,可降解医用金属的功能化表面改性技术应运而生.功能化表面改性技术不仅可以实现对可降解医用金属腐蚀行为的调控,还可根据不同的临床需求提高其生物相容性、抗菌活性、抗凝血性能和促成骨性能等.目前,各类表面改性技术已能够有效改善各类可降解医用金属的性能.镁及其合金是研究最为广泛的一类可降解医用金属,各类表面改性技术,如转化涂层、沉积涂层、复合物涂层等已能够显著降低镁及其合金的腐蚀速率.针对铁及其合金的表面改性技术主要以纯铁以及Fe-Mn合金为主,但目前针对铁及其合金的表面改性技术尚难以满足其理想的降解模式要求.锌及其合金是新一代可降解医用金属,现有的表面改性技术主要是为了增强其生物相容性和抗菌性能.本综述归纳了各类表面改性技术的特点,对各类技术的制备方法、应用及目的进行了介绍,并对其未来研究趋势进行了展望.