医用镁合金表面改性研究进展

由于镁及其合金具有良好的生物相容性和力学相容性,降低镁合金过快的腐蚀速度成为其作为生物材料应用的关键,医用镁合金表面改性已成为新一代生物材料的研究重点。介绍医用镁合金的发展历程,重点讨论镁合金表面生物活性陶瓷(如羟基磷灰石(HA))、阳极氧化膜、可降解高分子聚合物(如聚乳酸(PLA)、PLGA、壳聚糖)、惰性生物陶瓷涂层(如TiO2、Al2O3、ZrO2)、化学转化膜(氟化膜、稀土转化膜)和金属镀层(如Ti、Zn)制备、耐蚀性及其生物相容性,并指出其发展趋势。     

镁基生物材料表面改性及其生物相容性的研究与发展现状

利用镁及镁合金耐蚀的特点,发展新型医用可降解的镁基生物材料引起广泛关注,成为当今金属生物材料领域新的研究热点。表面改性方法是控制镁基材料降解速率和改善生物活性的重要手段,是当前镁基生物材料研究的重要内容之一。文章介绍了镁基生物材料的性能优势,综述了当前镁基生物材料表面改性的研究进展及改性后材料的生物相容性,评述了各种改性方法的特点和当前研究重点,并展望了镁基材料未来表面改性的研究方向和前景。     

医用镁合金:成分、组织及腐蚀

镁合金具有良好的生物相容性和力学相容性,具有发展成为新一代可降解生物材料的前景。本文总结了医用镁合金合金化的原理与进展,分析了合金元素对镁合金材料学以及生物学性能的影响,重点讨论了医用镁合金显微组织(晶粒尺寸、第二相、长周期堆垛有序相(LPSO)、准晶相)、热处理和表面氧化膜对其降解行为的影响和腐蚀形态、机理方面的重要进展,并指出了医用镁合金的发展方向。     

生物可降解镁合金研究进展

可降解镁合金作为生物材料具有良好的应用前景,首先综述了可降解镁合金作为生物材料存在的突出问题;其次,介绍了合金化和表面改性两种方法在提高镁合金降解性能和生物活性等方面的应用;随后,介绍了镁合金作为可降解心血管支架和骨修复材料的研究进展;最后,对可降解镁合金的研究进展进行了总结和展望。     

NiTi形状记忆合金的生物相容性及其表面生物活性化

NiTi合金具有优异的综合性能 ,是一种很有发展前景的医用金属生物材料。表面生物活性化能够进一步改善NiTi合金的表面状态 ,提高其生物相容性。本文对NiTi合金生物相容性、表面生物活性化的工艺进行了综合评述 ,并对表面生物活性化的发展方向进行了探讨     

医用可降解镁合金抗菌性、溶血以及生物相容性的研究进展

镁及镁合金因其密度低、弹性模量与硬组织匹配、可降解吸收以及具有优异的生物相容性等优点已成为可降解生物材料领域的研究热点。但镁合金体内降解速率过快且降解时产生析氢反应并引发局部pH环境升高,这会影响周围组织的生长,甚至会发生溶血、溶骨现象,这严重限制其在临床上应用。采用添加适当合金元素以及镁合金表面改性被认为是减缓镁合金腐蚀速率以期达到其降解行为可控的有效方法。综述了可降解镁合金抗菌性和溶血性能的研究状况,系统阐述了近5年来可降解镁合金生物相容性的最新进展,展望了医用可降解镁合金未来的研究方向和挑战。     

新型可降解生物医用镁合金JDBM的研究进展

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。     

镁合金表面制备羟基磷灰石涂层的研究现状

镁及其合金具有可降解的特点,同时具有良好的生物相容性。与其他医用金属材料相比,其力学性能和弹性模量最为接近于人体骨的,被认为是近十年新一代最有潜力的生物医用植入材料之一。但是镁合金的耐腐蚀性较差,在很大程度上限制了其在医学领域的应用与发展。在镁合金表面涂覆羟基磷灰石生物陶瓷涂层,不仅能够提高镁合金的耐腐蚀性,更能够赋予其优良的生物活性。介绍了镁合金和羟基磷灰石的性能特点,综述了在镁合金表面制备羟基磷灰石涂层的工艺方法,并对镁基羟基磷灰石生物陶瓷涂层作为生物医用材料的未来发展方向进行了展望。     

医用多孔镁合金植入材料的研究及其应用进展

镁合金具有良好的生物相容性和可降解性,多孔镁合金具有多孔金属与镁合金的双重优势,因而是一种潜在的具有良好应用前景的生物医学材料。本文综述了传统金属植入材料存在的问题和镁合金的优势,对多孔镁合金植入材料及其表面涂层处理的重要性进行了简要分析,对镁合金植入材料的初步应用情况进行了介绍,并指出了医用多孔镁合金植入材料应重点开展的研究方向。     

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。     

镁合金表面HA复合涂层的设计研发及应用展望

镁及镁合金具有与骨骼硬组织良好的力学性能适配性、生物相容性和体内可生物降解等优良特性,被认为是一种最具有应用潜力的新型外科金属基植入材料,但其过快的降解速度限制了它的应用和普及推广。羟基磷灰石(HA)具有良好的生物活性,在镁合金表面制备HA涂层,能有效增强镁合金植入体的活性和耐腐蚀性,延缓其降解速率。但纯的HA涂层存在脆性大,强韧性不足,与基体间黏附力较差且功能性单一等问题,因此开发镁合金表面的高品质、多功能HA复合涂层,具有非常重要的科学和实践价值。本文综述了近年来开发的在镁合金基体表面的HA复合涂层及在骨修复上应用的研究进展,并对未来镁合金基体表面HA复合涂层的研究发展趋势进行了展望。     

镁合金激光表面熔凝处理研究进展

镁合金是优异的轻量化材料和极具潜力的人体植入材料,但其耐蚀性差。激光表面熔凝技术可快速在镁合金表面形成晶粒细小的熔凝层,改善镁合金表面微观形貌和组织结构,对提高其表面耐蚀性和生物相容性有重要作用。综述了近年来镁合金激光表面熔凝处理的相关研究工作,分析了熔凝处理工艺对镁合金微观结构、成分、润湿性、耐蚀性和生物相容性的影响。总结并展望了激光熔凝处理在镁合金的组织结构转变、腐蚀机理及力学行为、降解行为和生物相容性等方面的发展方向。     

具有载药活性的聚-β-羟基丁酸酯涂层对WE镁合金在模拟体液中的降解行为和细胞功能的影响

镁及其合金具有作为临床医学中的可吸收生物材料的巨大潜力,但镁合金的腐蚀速率过快,可能导致植入物失效。本研究使用层层自组装技术在WE镁合金表面构建具有药物的聚-β-羟基丁酸酯（PHB）涂层。研究了镁合金与药物涂层在模拟体液（SBF）中的腐蚀行为。通过观察降解过程中溶液浓度和微观结构的变化。从细胞迁移,细胞毒性和细胞凋亡来研究药物涂层对组织细胞的影响。结果表明,具有生物活性药物涂层有效降低了样品在SBF中的腐蚀速率,细胞毒性,凋亡,促进了细胞的迁移。     

生物医用镁合金表面改性涂层研究进展

镁合金凭借其优异的生物安全性、良好的载荷传递性及独特的降解性,在医用植入领域表现出巨大的应用潜力和发展前景。然而镁合金在生理环境下的腐蚀溶解速率过快,导致材料力学性能衰减加速进而过早失效。表面改性作为镁合金耐蚀性能提升的重要途径,不仅能通过表层物理屏障的形成来减缓金属材料的溶解速率,还能抑制合金内部腐蚀电偶反应的强烈程度及调控其生物相容性。概述了典型表面改性工艺的技术优势,包括涂层在合金表面的多覆盖度、高膜层厚度、强附着力以及良好生物相容性等。同时归纳了几种表面改性工艺所存在的问题,包括较差的长期耐蚀性、低应力承受能力以及技术安全性等。在此基础上,重点综述了近年来镁合金表面改性涂层的最新研究动态,其中简要介绍了化学转化、微弧氧化、等离子喷涂等几种常见的表面改性涂层形成机制。系统阐述了涂层对镁合金降解过程和生物相容性的影响规律,以及部分元素或粒子对涂层微观结构以及生物性能的作用机理。最后展望了医用镁合金表面改性涂层的发展方向。     

植入体微纳结构表面制备及生物相容性研究综述

生物医用钛合金植入体与骨细胞结合能力差一直是医学界面临的难题之一,表面形貌作为影响植入体生物相容性的重要因素,受到国内外学者的广泛研究。针对植入体表面微纳结构的国内外研究现状进行了叙述,重点介绍了植入体表面的微米结构、纳米结构、微纳米多级结构的制备及其对生物相容性的影响。综述表明：植入体表面合适的微米结构或纳米结构对细胞的行为表现出积极作用,能够增加植入体的生物活性和生物相容性;兼具微米与纳米多级结构表面的种植体表现出微米结构和纳米结构的协同效应,相对于单一的微米或纳米结构,能更好地促进骨整合。最后,针对医用钛合金植入体表面结构研究中存在的一些问题,指出了植入体表面结构的研究趋势。     

微纳米生物活性玻璃的细胞基因激活性能研究

微纳米生物材料目前已成为生物医用材料领域一个研究热点和难点。大量研究表明具有微纳米结构特征的生物材料表现出了积极的生物学响应。生物活性玻璃（BG）具有较高的生物活性、生物相容性,是一类重要的骨修复材料。而微纳米生物活性玻璃（MNBG）因其具有特殊的形态结构和理化性能,引起众多研究者的关注。但是目前对MNBG的研究还主要集中在制备、表征以及其表面类骨羟基磷灰石矿物在SBF溶液中的形成活性等方面,关于MNBG的细胞相容性以及基因激活性能方面的研究还鲜有报道。通过溶胶一凝胶法结合模板仿生技术合成了具有特殊微纳米结构和形态的MNBG,并将其浸提液与MG-63细胞共培养,研究生物玻璃溶出物对细胞增殖,成骨相关基因和蛋白表达的影响,结果证明相比于传统的熔融法制备的生物玻璃（45S5）浸提液,MNBG浸提液能够明显促进细胞增殖,激活细胞成骨相关基因,上调相关蛋白的表达,为设计和制备具有基因介导作用的新型生物活性玻璃骨修复材料提供了理论依据。     

骨植入生物可降解镁合金研究进展

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。     

可生物降解镁及镁合金表面改性研究进展

生物医用镁及镁合金可降解吸收,具有良好的生物相容性,弹性模量与人体骨接近,是理想的人体植入物材料。在体液环境中,医用镁合金腐蚀速率较快,常常导致植入物过早失效。对镁合金表面进行适当改性,可调控合金降解速率、提高生物相容性。最常见的表面改性方法是在镁合金表面生成保护性涂层,这些涂层主要包括可降解高分子涂层和一些无机涂层。综述了近几年可生物降解镁及镁合金的表面改性涂层及改性技术的最新研究动态,探讨了镁及镁合金表面制备无机涂层和可降解高分子涂层的一些改性方法;简要介绍了阳极氧化、微弧氧化、离子注入、溶胶-凝胶、等离子喷涂及化学沉积等表面改性方法的原理,并比较其优缺点;提出了可生物降解镁及镁合金表面改性涂层研究中面临的问题,并展望了未来发展方向。     

镁合金表面可降解聚合物改性涂层研发及应用进展

相比于钛合金、不锈钢、钴基合金等传统生物医用金属材料,镁合金不仅具有生物可降解特性,而且其弹性模量与人体骨骼很接近,不容易产生"应力屏蔽",被誉为"新一代先进生物材料"。但镁合金在人体内降解速率过快,由此产生的力学失稳和过量降解产物在体内的代谢吸收隐患限制了其在外科植介入医疗领域的大量推广应用。而可生物降解或可吸收的天然和合成高分子(聚合物)是全球量大面广的一类质轻、多功效、生物安全性好的生物医用材料,若将其作为可降解镁合金表面的特种防护涂层并解决好两者表界面之间的生物功能性和力学相容性,将是开发先进镁合金材料及其应用的重要发展方向。本文综述了生物可降解的镁基合金表面天然及合成高分子涂层的最新研究进展,并对其未来的研发及应用发展趋势提出展望。     

镁合金化学镀镍技术的研究现状及发展趋势

通过化学镀镍来改善镁合金表面耐蚀性能是一种环保型的表面处理工艺方法。介绍了镁合金化学镀镍技术的应用背景和镁合金化学镀镍技术的研究现状以及目前存在的问题。最后,对新型镁合金微弧氧化-化学镀镍复合工艺及其应用前景进行了探讨。