生物医用镁合金研究进展
医用镁合金材料研究进展
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。
生物医用镁合金的腐蚀与防护研究进展
生物医用镁合金的腐蚀与防护研究进展摘要由于具有优异的力学性能、生物相容性和可降解性，镁及其合金成为一种极具潜力的生物医用可降解金属植入材料，并且是目前该领域的研究热点。
但由于镁及其合金具有较快的腐蚀速率，严重制约了其在临床上的应用。
因此开发高强度、高韧性、高耐蚀且降解行为可控的高性能镁合金迫在眉睫。
本文结合近五年积累的众位科研人员关于医用镁合金腐蚀与防护的研究资料，在此基础上综述了生物医用可降解镁合金的最新研究进展，分别详细介绍了镁及其合金作为生物医用材料的优势与不足、腐蚀机理，腐蚀的表征技术和腐蚀的防护技术的相关研究，并一定程度上分析了未来医用镁合金发展中需要解决的问题和未来发展方向。
关键词：镁合金；生物医用；腐蚀；防护ABSTRACTDue to the excellent mechanical properties, biocompatibility and degradability, magnesium and its alloys become a potential biomedical degradable implant materials, which is the research focus in the field.However , the corrosion rate of magnesium and its alloys is faster,which severely restrict its clinical application.So the development of high strength, high toughness, high corrosion resistance and controllable degradation behavior of high performance magnesium alloys is bining with nearly five years of accumulation of medical research data about corrosion and protection of the magnesium alloy which is made by researchers , on which this paper summarizes the latest research progress of magnesium and its alloys was introduced in detail, such as the advantages and disadvantages of biomedical materials, corrosion mechanism, characterization of corrosion and corrosion protection technology research, and to some extent, the analysis of the problems need to be solved in the development of future medical magnesium alloys and the future development direction.Key Words:magnesium alloys ; biomedical;corrosion ;protection文献综述作为材料的一个重要分支，生物医用材料(Biomedicalmaterials)的发展和应用关系到人类的生命健康和社会文明的进步，正吸引着越来越多的关注。
镁合金在生物医用材料领域的研究应用与发展
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。
生物可降解镁合金临床应用研究进展
王啸虎 ， 阎 钧， 陈义刚， 郑 起
（ 上海交通大学附属第六人 民医院普外科 ， 上海 ２ ０ ０ ２ ３ ３ ） 摘要 近年来作为 生物 医学材料领域 的研 究热点 ， 镁合金 因其优 良的力学性能 ， 与人体 良好 的生物相容性 以
关键 词 镁合金 生物相容性 降解 临床应用 文献标识码 ： Ａ 中图分类号 ： Ｔ Ｇ１ ４ ６ ． ２ ２
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｐｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ Ｂｉ ｏ ｄ ｅ ｇ ｒ ａ ｄ ａ ｂ ｌ ｅ Ｍａ ｇ ｎｅ ｓ ｉ ｕ ｍ Ａｌ ｌ ｏ ｙ ｓ ｆ ｏ ｒ Ｍｅ ｄ ｉ ｃ ａ ｌ Ａｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ，ｍａ ｇ ｎ ｅ ｓ ｉ ｕ ｍ ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ｓ ｈ ａ ｖ ｅ ｂ ｅ ｅ ｎ ａ ｈ ｏ ｔ ｓ ｐ ｏ ｔ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ｏ ｆ ｂ ｉ ｏ ｍｅ ｄ ｉ ｃ ａ ｌ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ ａ ｌ ｓ ｏ ａ ｔ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ａ ｔ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ｏ ｆ ｍｅ ｄ ｉ ｃ ｉ ｎ ｅ ．Ｂｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｄ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｓ ｔ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｅ ａ ｒ ｌ ｙ ｓ ｔ ａ ｇ ｅ ｏ ｆ ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ — ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｓ ｉ ｕ ｍ ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｄ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｒ ｅ ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗｅ ｄ ．Ｔｈ ｅ ｄ ｅ ｇ ｒ ａ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ｉ ｎ ｖ ｉ ｖ ｏ ，ａ ｓ ｗｅ ｌ ｌ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｎ ｔ ｅ ｎ ｄ ｔ ｏ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ｏ ｆ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｓ ｉ ｕ ｍ ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ｓ ａ ｒ ｅ ｅ ｘ ｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ． Ｔｈ ｅ ａ ｄ ～ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｓ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｉ ｔ ｓ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｓ ｍｅ ｄ ｉ ｃ ａ ｌ ｉ ｍｐ ｌ ａ ｎ ｔ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ａ ｒ ｅ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｎ ｄ ｅ ｎ ｃ ｙ ｏ ｆ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｓ ｉ ｕ ｍ－ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｍｅ ｄ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｔ ｍ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｆ ｕ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｒ ｅ ｐ ｒ ｏ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｓ ｉ ｕ ｍ ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ，ｂ ｉ ｏ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｔ ｉ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ，ｄ ｅ ｇ ｒ ａ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｍｅ ｄ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
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
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。
镁基合金应用于生物医用材料的研究进展
ｓｅ ｔ ｕ ｏｔ ｅｒｈｇ ｏ ｇ ｎ ｓ ，ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｅ ｆｒ ｎ ｅａ ｄｇ ｏ ｉｃ ｍｐ ｔ ｉｔ．Ｔｈ ｏｒ ｓｏ ｆｍａ ｎ ｓｕ ａ— ｔｎ ｓｄ ｅｔ ｈ ｉ ｉｈｔ ｕ ｈ ｅ ｓ ｒ ｃ ｓｉｇ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｎ ｏ ｄｂｏ ｏ ａ ｉ ｌ ｙ ｂｉ ｅｃ ｒｏ ｉｎｏ ｇ ｅ ｉｍ ｌ
０ 引言
镁 是人体 必需 的 金 属元 素 ， 是 细 胞 内 重要 的 阳离 子 ， 也 有许多 极为 重要 的生理 生 化 作 用 。镁 作 为生 物 医 用 植 人 材
料 ， 但不 用考 虑释 放 的微 量 镁 离 子 对 细 胞 的毒 性 ， 且植 不 而
耐磨 性 、 生物 相容 性 、 学 相 容性 等 为 目标 的 改性 研 究 受 到 力 许多研 究者 的关 注 ， 势必会 进一 步提 高镁 基 合金 植入 材 料 的
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 ， 可应 用于骨组 织工程 、 整形外科 以及
血管 支架 中。而镁基合金在人体体液环境 下的腐蚀性又反过 来影响其使 用寿命 。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 ， 且 可 以进 一 步 提 高其 力 学 性 能 和 表 面 生 物 活性 。 综 述 了镁 基 合 而
金 的力学相容性 、 生物相容性 、 可降解性以及针 对以上性能的各种改性方法 ， 并评述 了国 内外对镁 基合金 医用生物材 料 的应用研 究概况 。
关 键 词 镁基合金 力学相容性 生物相容性 可降解性
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｄｅ ｅ ｏ ｍ ｅ ｔ ｆＭ ａ ｎｅ ｉ ｍ ｌ ｙ ｓ Ｂｉ ｍ ｅ ｉ ａ ａ ｅ ｉ ｌ ｓａ ｃ ｖ ｌｐ ｎ ｓｏ ｇ ｓ ｕ Ａｌｏ ｓ ａ ｏ ｄ ｃ ｌＭ ｔ ｒ ａ
镁合金生物相容性研究
镁合金生物相容性研究镁合金作为一种新兴的生物材料，近年来备受关注。
它具有重量轻、生物相容性好、生物降解性强等特点，因此被广泛应用于骨科和心血管等领域。
但是，与传统生物材料相比，镁合金的生物相容性还存在一些问题，因此研究镁合金的生物相容性，对于更好地应用于医疗领域具有重要意义。
首先，我们来了解一下镁合金的生物相容性。
镁合金作为一种金属材料，其化学性质决定了其在人体内的生物相容性。
镁合金中的镁元素具有良好的生物相容性，可被人体组织吸收和代谢。
此外，镁合金独特的表面反应性也有助于促进骨组织的再生和修复。
这些优点使得镁合金成为一种理想的生物材料候选者。
然而，需要指出的是，镁合金的生物相容性也存在一些挑战。
首先，镁合金在人体内的生物降解速度较快，这可能导致材料的力学性能下降，影响植入材料的长期稳定性。
其次，镁合金的腐蚀性较高，可能引起周围组织的炎症反应。
此外，镁合金的放电行为也可能对人体产生不良影响。
因此，进一步研究镁合金的生物相容性，探索解决上述问题的方法，尤为重要。
为了提高镁合金的生物相容性，研究人员采取了一系列措施。
一方面，通过合金化改变镁合金的成分，可以影响其生物降解速度和力学性能。
例如，添加稀土元素、锌等合金化元素，可以减缓镁合金的生物降解速度，同时提高其抗腐蚀性能和力学性能。
另一方面，采用表面改性的方法，通过改变镁合金的表面形貌和化学活性，可以调控其与组织细胞的相互作用。
例如，采用生物活性涂层、多孔结构等方法，可以增加镁合金与骨组织的亲和力，促进骨再生和修复。
这些研究为改善镁合金的生物相容性提供了新的思路和方法。
此外，还有一些其他方面的研究也值得关注。
例如，研究镁合金在心血管领域的应用潜力。
心血管疾病是当前全球范围内的主要健康问题之一，而镁合金具有良好的生物相容性和生物降解性，可以有效地用于血管支架和心脏瓣膜等方面的应用。
此外，还可以通过纳米技术、生物活性涂层等手段提高镁合金的性能。
这些研究将进一步推动镁合金在医疗领域的应用。
生物镁合金耐腐蚀性能研究进展
据研究表明 [4]，对可降解骨科植入镁合金的性能要求是 ：为 保证有效服役期达到 90 ～ 180 天，在 37℃模拟体液（SBF）中的 腐蚀速率小于 0.5mm/ 年 ；对于骨板等内固定受力件，屈服强度 大于 200MPa，伸长率大于 10% ；对于心血管支架材料，要求具
Mg 是人体必需的微量元素之一，在动物体内含量仅次于 钙、钠、钾，在细胞内的含量仅次于钾 [1] ；镁及其合金的密度约 1.7g/cm3，与人骨密度（1.75g/cm3 左右）几乎完全相等 [2]。镁及 镁合金的杨氏模量与人体骨骼（10 ～ 40GPa）大致相似，约为 45GPa[3]。另外，镁的标准电极电位非常低。体内产生的离子可 以被人体组织吸收，然后通过体液从体内排出。 1.2 性能要求
就目前来看，镁合金的净化方法主要从以下三方面着手 ： 一是镁合金原料的高纯度 ；二是在高纯合金的制备过程中，必 须保持工艺和设备的完整性和高真空度，避免引入其他杂质元 素 ；三是可添加其他强化合物形成元素在合金制备过程中进行 杂质去除处理 [8]。
109
S 科学技术 cience and technology
用领域还有很大的潜能。
关键词 ：生物合金 ；镁合金 ；耐腐蚀性
中图分类号 ：TG13
文献标识码 ：A
文章编号 ：11-5004（2020）12-0109-2
1 生物镁合金的腐蚀问题 1.1 应用背景
可用于生物体的合金有医用不锈钢、医用钴基合金、医用钛 及其合金、医用镁生物合金等，其中医用不锈钢在医疗中应用最 为广泛。虽然廉价易加工，但极易产生点蚀和表面腐蚀，不适合 长期使用，稳定性差 ；溶解可能产生诱发肿瘤形成的离子 ；生 物相容性差 ；同时不具有生物活性 ；而医用钴基合金虽然具有 不锈钢的十倍以上的耐腐蚀性，一般情况下不会产生严重的组 织反应，其耐磨性和承载能力都很好，Co 离子的释放易引起细 胞和组织坏死、皮肤过敏反应等。医用钛及其合金具有良好的生 物相容性，但合金的耐磨性、抗疲劳性差、有毒元素多。
医用可降解镁合金应用及表面改性研究进展
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]。
镁合金在生物医学上的应用与发展
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。
新型可降解生物医用镁合金JDBM的研究进展
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]。
医用镁合金生物降解行为研究进展
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ
Ａｓ ａ ｎ ｅ ｗ ｔ ｙ ｐ ｅ ｏ ｆ ｍｅ ｄ ｉ ｃ ａ ｌ ｉ ｍｐ ｌ ａ ｎ ｔ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ， ｍａ ｇ ｎ ｅ ｓ ｉ ｕ ｍ ａ ｎ ｄ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｓ ｉ ｕ ｍ ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ｓ ，ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｐ ｏ ｓ ｓ ｅ ｓ ｓ ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ －
述 了医用镁合金在模拟 生理环境及动物模体 内生物 降解行 为的最新研 究进展 ， 详细介绍 了医用镁合金在模 拟体液环
镁合金在生物医用材料上的发展
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。
- 1 -。
可降解生物医用镁合金材料的研究进展
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。
可降解镁合金的结构性能和应用的研究进展与创新思路
可降解镁合金的结构性能和应用的研究进展与创新思路1.4 镁合金的生物腐蚀行为镁是许多酶的共同元素，能稳定 DNA、RNA 的结构。
镁在细胞外液中的含量为 0.7mmol/L-1.05mmol/L，以使肾和肠保持动态平衡[4, 39]。
当血清中的镁含量超过 1.05mmol/L 时可以导致肌肉麻痹、低血压和呼吸困难[40]。
当血清中镁含量高到 6-7mmol/L 时，心脏活动受到抑制[39-41]。
因此，近年来镁合金生物医用研究的很重要一方面就是提高镁合金耐体液腐蚀性能，以降低其离子溶出速度，从而保持在合理的浓度范围内。
而想要提高镁合金耐蚀性能，首先需要深刻理解镁合金的腐蚀特点。
大量研究证实，镁合金的腐蚀形式主要是点蚀[42]，它是一种典型的局部腐蚀，腐蚀过程不仅与相组成、夹杂及表面状态等材料因素有关，而且与许多环境因素密切相关。
常用的模拟体液主要有0.9wt.%生理盐水、Hank's溶液和Ringer's溶液等。
根据试验环境可将研究方法分为体内腐蚀法和体外腐蚀法。
1.4.1 体外腐蚀行为目前对镁合金的体外腐蚀行为研究还很有限，对镁合金在模拟体液中腐蚀的研究主要通过电化学腐蚀实验，浸泡腐蚀实验两种形式。
而对镁合金腐蚀机理的研究，还经常借助于SEM，EDS，XPS 和AES 等。
1.4.1.1 镁合金的腐蚀机理镁在模拟液中的极化行为与在一般 NaCl 水溶液中相似。
电化学阻抗谱测试结果表明, 镁在模拟液中的一些具体反应对腐蚀的贡献可能比在 NaCl 溶液中的小[43]。
金属镁十分活泼，在水溶液中会发生下列反应[44]：2Mg→2Mg++2e (阳极反应) (1-1)2H++2e→H2(阴极反应) (1-2)2Mg+2H2O→2Mg++2OH-+H2(化学反应) (1-3)Mg+H++H2O→Mg2++OH-+ H2(总反应) (1-4)而在含有氯离子的溶液中，表面的 Mg(OH)2会被氯离子侵蚀而发生如下反应[44]：Mg(OH)2+2Cl-→MgCl2+2OH-(1-5)但是由于真实体液较为复杂，不能将其简单的看成含氯离子的溶液，也应考虑磷酸盐，碳酸盐等其他盐类对腐蚀的影响。
可降解生物医用镁合金材料的研究进展
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。
生物可降解镁合金的发展现状与展望
生物可降解镁合金的发展现状与展望如下：
发展现状：
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，在医疗领域具有广泛的应用前景，如生物可降解支架、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。
镁合金的表面性能得到改善，如提高了其耐腐蚀性和降解均匀性。
生物可降解镁合金的合成和表征方面也取得了一定的进展，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，提高了材料的力学性能和生物相容性。
发展前景：
尽管生物可降解镁合金的研究已取得一定的进展，但仍面临一些挑战，如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。
随着科技的发展，未来可以通过进一步研究和改进制备方法，提高生物可降解镁合金的性能，以满足医疗领域的需求。
未来可以进一步探索生物可降解镁合金在其他领域的应用，如环保、能源等领域。
生物医用AZ31B镁合金表面改性及性能研究
生物医用AZ31B镁合金表面改性及性能研究不锈钢,钛和铬基合金,作为生物硬组织植入材料,已经被应用于临床。
但是,这些金属生物材料因在植入人体内发生体液腐蚀而释放出有毒的离子,而导致炎症发生,降低了生物相容性并且导致组织损坏。
另外,金属基生物材料的弹性模量与人骨组织相差过大,会产生应力遮挡效应。
不利于新骨的生长和重塑,易导致二次骨折。
随着对生物医用植入材料不断深入研究,开发具有良好力学性能和生物相容性,又可在体内安全降解的新型植入材料具有重要意义。
与已应用于临床的金属基植入材料相比,镁合金具有多方面的优点:(1)镁是人体中的必需元素;(2)良好的生物相容性、优异的生物活性;(3)更接近骨组织的力学性能;(4)与骨组织更为接近的密度;(6)原材料成本低。
因此镁合金作为一种新型可降解植入材料而受到了广泛关注。
然而,作为生物医用材料,镁合金降解速度过快,这将造成植入部位局部碱化,氢气释放过快,形成皮下气肿,影响其在临床上的应用。
本文选择AZ31B镁合金作为基体材料,在其表面制备一层含Mg2SiO4和SiO2的陶瓷涂层,以控制镁合金基体的降解速度,并对涂层的制备工艺、微观形貌、相组成、涂层形成机理、降解性能等进行了系统研究。
在此基础上,本文选择硅涂层作为重点研究对象,对其在体外的降解性能和降解过程中的生物相容性进行了深入研究。
本文主要的研究结论如下:(1)采用正交实验方法确定了涂层的最佳工艺:NaOH的质量-体积浓度40g/L时,Na2SiO3·9H2O的质量-体积浓度为40g/L、以及处理时间为7h,处理温度100℃。
(2)所制备的涂层表面致密均匀光滑,肉眼观察呈金黄色,扫描电镜下可见由球状晶体组成,厚约为1.9μm。
XPS结果表明,涂层主要由Mg2SiO4、MgO和少量SiO2组成。
(3)浸泡实验表明,涂层有效降低了镁合金基体的降解速度,尤其在在浸泡初期效果更明显,表面改性前后的AZ31B镁合金在不同的模拟体液中显示了不同的降解规律。
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往 往 表 现为 强度 、 刚性、 稳定性较低 ； 金 属 材 料 由 于具
有 良好 的综合 力 学性 能 ， 在骨 科 、 口腔 修 复和 心 血 管治
疗 等 领域 一直 有 着广 泛 的应 用 。
目前 ， 广 泛应 用 于 临 床 的 金 属 植 入 材 料 包 括 不 锈 钢、 钴铬合金 及钛合金 ， 它 们 都 具 有 良好 的 抗 腐 蚀 性 能， 在体 内能够长期保持 结构稳定 ， 但 也 存 在 一 些 弊 端， 如 这 些材 料 因 体 内摩擦 而 产 生磨 屑 以及 因腐 蚀 而 产 生 有毒 离 子 ， 造 成 局部 过敏 反应 或 者炎 症 ， 降 低 其生
２ 镁 合 金 作 为 生 物 医用 材 料 的 优 势 与 不 足
２ ． １ 镁 合 金 的 优 势
镁 合 金之所 以成 为生 物 医用可 降解 金属 植 入材 料 领域 的研 究热 点 ， 其 原 因有 ： （ １ ）镁 合金 具 有 良好 的生 物相 容性 。镁是 人 体 内仅 次 于钙 、 钠 和 钾 的常 量 元 素 之一 ， 能够 激活 多 种 酶 ， 参 与 体 内一 系 列 代 谢 过 程 ， 促 进钙 的沉 积 ， 是 骨生 长 的必需元 素 ］ 。此 外 ， 体 内过 量 的镁 可通 过尿 液 排 出体 外 ， 不 会 导 致 血清 镁 含 量 的 明 显 升高 或沉 积 于 体 内而 引起 中毒 反 应 ［ ８ ； （ ２ ）镁 合 金 具有 良好 的力学 相 容性 。镁及 其合 金有 高 的 比强度 和
物相 容性 。此外 ， 这 些材 料 为不可 降解 材 料 ， 对 于 只需
二 次骨 折 ； （ ３ ）镁 合 金 具 有完 全 可 降解 性 。镁 具 有 很 低 的标 准 电极 电位 （ 一２ ． ３ ７ Ｖ） ， 易 发 生腐 蚀 反应 ， 在 含 有ｃ １ 的人 体 体液 环境 中易生 成 镁离 子被 周 围机体 组
织 吸收 或通 过 体 液 排 出体 外 ； （ ４ ）镁 合 金 成 本 低 。镁
的资源 丰富 ， 价格 相对低 廉 。
短期 植 入时 ， 在 人 体 组 织 功 能恢 复 之后 需 要 通 过 二 次
表 １ 不 同 植 入 材 料 相 对 于 自然 骨 的 物 理 和 力 学 性 能 总 结 。
奎
篁！ 生塑
盒全翌壅 垦
文 章编 号 ： １ ０ ０ １ — ９ ７ ３ １ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ０ — ２ ９ １ ３ — ０ ６
生物 医用 镁 合 金 研 究进 展
李 涛 ， 张 海龙 ， 何 勇 ， 张金 玲 ， 王 西 涛
（ ： ｌ ｌ ｓ 京 科技 大学 新金 属材 料 国家 重点实 验室 ， 北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ）
解 机理 及腐 蚀行 为 和耐 蚀 性 研究 进 行 了详 细介 绍 ， 并
蚀 性研 究 ， 并指 出 了研 究 中存 在 的 问题 和 未 来 发 展 方
向。
指 出了研究 中存 在 的问题 和未来 发展 方 向。
关键词 ： 镁 合金 ； 生 物 医用 ； 可 降解 ； 腐 蚀 中 图 分 类 号 ： ＴＧ１ ４ ６ ． ２ ２ 文献 标识 码 ： Ａ ＤｏＩ ： １ ０ ． ９ ６ ９ ／ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — ９ ７ ３ １ ． ２ ０ １ ３ ． ２ ０ ． ０ ０ ２
摘 要 ： 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
手术 取 出 ， 增加 了患者 的痛苦 、 二 次手术 风 险 和医疗 成
本 。
鉴 于此 ， 近年 来 ， 国 内外 学者 对生 物 医用 可降 解金 属植 入 材料进 行 了大量 的研究 。由于镁 及 其合 金 表现 出诸 多 优势 ， 成为 此领域 的研究 热 点 一 。本 文就 生物 医用镁 合金 的最 新 研 究 进展 进 行 了综述 ， 对镁 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
比刚度 ， 且 密 度 接 近 自然 骨 ， 如表 １ ＿ ９ 所示 ， 其 弹 性 模 量约 为 ４ １ ￣４ ５ ＧＰ ａ ， 更 接近 于人 骨的 弹性模 量 ， 可有 效 缓解 应力 遮挡 效 应 ， 促 进 骨 的 生长 和 愈合 并 防止 发 生
１ 引 言
近年 来 ， 生物 植 入 材 料 显 示 出 巨大 的市 场 潜 力 和 发 展 前景 。在 生 物 植 入 材 料 中 ， 陶瓷 材 料 因脆 性 太 强 在 体 内冲击 载荷 情 况 下 存 在 潜 在 风 险 ； 高 分 子 材 料 又