鎂合金的技術優勢及其在醫療器械上的應用

　　隨著制備工藝和技術的進步，新型生物金屬材料也在不斷涌現。研究和產業化較多的金屬是鎂基金屬及合金(快速降解速率)、鐵基金屬及合金(緩慢降解速率)或鋅基金屬及合金(中等降解速率)。

1、鎂材料凸顯誘人的臨床應用潛力

　　主要應用于在心血管支架和骨科內植入材料領域。其中，生物可降解鎂合金是近年來快速發展的新型醫用金屬材料，有誘人的臨床應用潛力和深入研究價值。

● 鎂材料的特性

　　鎂是人體必需的微量元素，是地球表層為豐富的金屬元素之一。它具有與人骨相近的密度和彈性模量、良好的生物相容性及生物可降解等特性，有望成為新一代骨科內固定高分子材料。

　　純鎂金屬密度1.74g·cm-3，密度小、散熱好、消震性能好、耐有機物和堿腐蝕性能好等優點。

● 鎂的應用優勢

　　(1)良好的生物相容性

　　鎂元素是人體第四豐富金屬元素，以Mg2+的形式大量存在于骨組織中。同時也是人體內多種酶的激活物，參與肌肉的收縮， 影響神經肌肉興奮性的傳遞，抑制其異常興奮的傳導。

　　人體內大約60%鎂儲存在人體骨骼中，30%儲存在肌肉等軟組織中。

　　鎂元素在體內分布含量以及代謝途徑參考(來源：合義廣業)

　　(2)優異的力學性能

　　鈦合金材料相比于人骨具有較高的密度和彈性模量，易使其產生“應力遮擋效應”。鎂金屬的彈性模量為41-45 GPa，作為骨科內固定材料，可有效降低應力遮擋效應，為修復區域提供穩定的效果。

　　(3)可降解性

　　鎂活性較高，標準電極電位約-2.37V，在人體的各種體液環境里易發生腐蝕。血漿中的鎂離子由腎小球及腎小管進行過濾和重吸收。

　　(4)抑菌性能

　　鎂因為其溶解產生的局部堿性環境，對細菌吸附有較好的抑制作用。此外，細菌主要進入骨缺損位置形成生物膜，而這種生物膜是骨科感染的主要因素，使在生物膜內的細菌很難被人體免疫系統殺死。鎂可以抑制生物膜的形成，有很好的抗細菌感染性。

　　(5)價格低廉

　　我國是鎂資源大國、鎂合金材料研究的強國，鎂資源豐富、價格低廉，便于機械加工。已形成涵蓋可吸收鎂合金材料生產、棒材粗加工、管材精加工以及支架制造的產業鏈。

2、鎂合金的醫療器械應用

　　鎂合金具有低密度、低彈性模量、可生物降解、高比強度、生物相容性好等優點，作為一種可降解植入器械的候選材料，在骨科、心血管等醫學領域展現出極大的應用前景。

　　1907年國外就有關于生物可降解鎂合金的報道，研究者用鎂板和鍍金鋼釘在一起醫治骨折，但因為腐蝕過快材料失效。隨著商用鎂合金的發展，研究者為降低鎂合金的腐蝕，開始采用商用鎂合金作為生物植入材料。

　　1945 年，鎂合金作為植入材料成功用于骨傷治療的案例被報道。

　　多孔鎂合金材料作為一種可降解的生物材料可為細胞提供三維生長的空間，有利于代謝物的交換運輸。

　　鎂本身具有生物活性，可誘導細胞分化生長，在材料降解吸收的過程中，種植的細胞會繼續增殖生長，有望形成新的具有原來特定功能和形態的相應組織和器官，以達到修復創傷和重建功能的目的。

　　生物醫用可降解鎂合金材料的完全可降解性和杰出的生物相容性使其有望廣泛應用于臨床硬組織修復或替代。可降解鎂合金血管支架是鎂合金作為可降解生物醫用金屬材料研究領域大的研究進展。