中国有色金属工业协会镁业分会
镁合金应用进入医学领域
2008-10-21 00:00:00

 

镁合金又有新的应用领域--制成可降解的骨内固定材料。张小农课题组在国家自然科学基金、上海交通大学医工交叉基金等资助下开展了新型可降解吸收金属基生物材料的有关研究工作,并取得了重要进展。

 

他们选择的研究对象是由全部营养元素组成的生物镁合金材料。张小农指出,镁作为人体必需的营养元素,具有良好的生物安全性基础,利用镁与水的腐蚀反应,开发体内可降解吸收的镁合金生物材料已被证明是科学的、可行的。

 

据张小农介绍,他们研究的镁锌合金主要有五个特点:

 

第一,体内可降解。

 

第二,力学性能优良。镁合金弹性模量与人骨接近,可以有效降低应力遮挡效应,同时其力学性能,如拉伸强度等远高于目前临床应用的可降解高分子聚合物材料,可以更好地满足临床需求。

 

第三,生物安全性好。镁是人体必需的营养元素,对人体的新陈代谢等生理作用至关重要。此外镁、锌元素可以促进骨细胞生长,促进骨折愈合,而过量的镁则可以通过肾脏有效排出体外,不会对人体造成伤害。

 

第四,良好的杂质控制水平。

 

第五,完全自主知识产权。目前张小农课题组所设计的一系列可降解镁锌合金材料已经得到发明专利授权,具备了良好的商业化应用基础。

 

    张小农指出,他们课题组研究的镁锌合金体系没有包括含有铝和稀土的合金。这是因为虽然铝和稀土等元素可以有效地改善镁合金的抗腐蚀性能,降低降解速率,但大量医学研究表明,铝具有明显的生物毒性,尤其对神经系统危害很大;稀土元素会对肝脏和肾脏等重要脏器产生不利影响,而且多余的稀土元素会在体内聚集,不容易排出体外,尤其某些稀土元素会聚集沉积在骨骼中,同钙形成竞争性吸附而取代骨骼中的钙元素。因此,他们课题组把这一类具有很大争议的元素排除在研究范围之外。

 

    张小农说,目前发现还有降解速度控制等问题仍待解决,我们希望未来的2~3年内可降解吸收生物镁锌合金能够走出实验室,制造出的各类医疗器械将走进普通人的生活中,从而提高人们的生活和健康水平。国际上对可降解吸收的金属材料研究已开始起步,如欧洲的德国、瑞士等研究的稀土镁合金、镁铝锌合金等,国内许多研究机构也在研究镁钙合金、镁锰锌合金等,这些研究都针对骨科植入器械、血管内支架等领域开发目标产品。资料显示,国外稀土镁合金的血管支架已经进行了人体实验,但目前临床还没有投入使用的产品。

 

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