可降解医用镁基金属生物材料的研究进展

陈克难 郭传瑸

北京大学口腔医学院 北京100081

1980年以来，新一代生物可降解金属的现代化研究受到广泛关注。生物可降解金属是指在体内逐渐降解的金属，通过释放降解产物引起适当的宿主反应，辅助组织愈合，之后逐渐溶解，降解完成后没有植入物的残留[1]。传统的植入金属为在体内稳定存在的惰性金属，生物可降解金属在人体中易于降解，避免二次取出。与生物可降解非金属材料相比，金属材料有更好的物理机械性能，如高热传导性、高韧性、抗断裂能力强、耐磨性好[2-3]。近年来，可降解镁及其合金因良好的生物安全性、优越的机械性能、与骨相近的弹性模量、促进成骨、抗感染等特性，成为生物可降解材料领域的研究热点。

1 镁基金属作为生物材料的优点

1.1 机械性能

镁是一种非常轻的金属，密度1.74~2.00 g·cm3，接近天然骨（1.8~2.1 g·cm3）。根据Wolff定律，天然骨会适应外力进行重建，如果缺乏重塑需要的刺激，骨密度会降低。植入物弹性模量过高将导致应力屏蔽，减少对新骨生成和重塑的刺激，降低植体的稳定性[4-6]。镁的弹性模量是41~45 GPa，远小于现阶段常见医用植入材料钛和不锈钢，更接近天然骨（20~27 GPa），可以减少应力屏蔽[3]，从而减小骨科植入物松动的可能性[7]。

1.2 生物安全性及可降解性

镁是人体新陈代谢必需物质，是人体储量第4的阳离子，约一半存在于骨组织中。成人每日推荐摄入量为240~420 mg，是铁和锌摄入量的50倍。镁还是许多酶的辅助因子，能稳定DNA和RNA的结构[8]。纯镁及镁合金体外研究及体内研究均显示出良好的生物相容性及可降解性，动物体内实验未观察到明显的炎症反应，体内植入物可以降解完全[9]。……