镁合金新用途探索.pptVIP

张治彬 Mg及Mg合金的性质及作用 Mg作为第二重要的阳离子(K为第一)，其含量也次于K，具有多种特殊的生理功能，它能激活体内多种酶，抑制神经异常兴奋性，维持核酸结构的稳定性，参与体内蛋白质的合成、肌肉收缩及体温调节。Mg还影响K，Na，ca离子细胞内外移动的“通道”，并有维持生物膜电位的作用。 作为人体必需的微量元素之一的镁，对心脏血管具有重要的保护作用，有“心血管卫士”之称。人体如果缺镁，可导致心动过速、心律不齐及心肌坏死和钙化。因此，缺镁比高血压、高血脂对心脏更有危险性。 功效 1.促进心脏、血管的健康，预防心脏病发作； 2.防止钙沉淀在组织和血管壁中，防止产生肾结石、胆结石； 3.使牙齿更健康； 4.能协助抵抗忧郁症，与钙并用，可作为天然的镇静剂。 研究目的 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.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。 Mg的优势镁及镁合金作为植入材料，具有很多优于其他金属生物医用材料的性致 1、Mg在人体中正常含量为25 g，半数存在于骨骼中。Mg(1．738 g／cm )及其合金(1．75 ～1．85 g／密度低，不到医用Ti合金密度的1／3，与人密质骨．75 g／cm )极其相近 2、Mg及镁合金有高的比强度与比刚度，杨氏模量约为45 GPa，不到医用钛合金弹性模量(109～112 GPa)的1／2，能有效缓解骨科植入物的应力遮挡效应 Mg合金应用之发展 Mg化学性质极为活泼(一2．36 V。 )，并且在腐蚀介质中产生的氧化膜疏松多孑L(PBR=0．8)，导致及Mg合金耐蚀性较差，尤其是在含有Cl离子的人体生理环境中更是如此。这一问题长久以来一直被认为是合金的缺点，也成为其作为植入物在生物医学领域应用的最大障碍。 2O世纪初，由于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，科学家们再次掀起Mg合金的热潮！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。 骨科植入物新材料——生物可降解镁合金 骨科内固定器件以其是否可被人体吸收而分为两大类：不可吸收类和可吸收类。不可吸收类骨内固定植入物主要由钛合金、不锈钢、钴基合金等金属材料制成，其存在的最大缺点是在人体环境中不可降解，更不会被吸收，病人伤愈后，材料作为异物永久留在体内或需二次手术取出，增加了患者的痛苦和经济负担。而可降解镁合金骨内固定器件，因其具有良好的力学性能、优异的生物活性和独特的可降解（吸收）性，可避免二次手术取出， 做个对比 （2）可降解多孔镁骨内填充材料； 骨组织工程支架首先应是能使细胞粘附、分化、增殖或迁移的载体，所以，支架的多孔性是非常重要的，孔径大小影响细胞的长入和支架的内表面积。具有较大内表面积的支架可培养更多的细胞，为再生器官提供足够的细胞。目前已被发展为硬组织工程支架的多孔生物陶瓷和聚合物支架可以促使骨质和组织在其孔内生长，使损伤较快恢复，但力学性能差。因此，发展新的骨组织工程支架材料，需要它既要有良好的力学性能，又要有类似于骨的多孔结构和生物可降解性能。近期的研究表明，镁的性能基本符合骨组织工程多孔支架的要求，即较低的弹性模量和适当的强度，良好的生物相容性、生物可降解和可吸收性等。因此镁及镁合金有条件成为一种理想的替代骨组织的工程支架材料 （3）可降解镁合金冠脉心血管支架。 目前，治疗心脏动脉血管狭窄的主要方法是长期植入金属支架。然而，金属支架的植入仍存在一些不足之处，如形成血栓导致植入部位血管的再狭窄，长期局部炎性反应，对周围组织有刺激作用，支架植入处与无支架处的机械行为不匹配等，使其长期使用成为问题。所以发展一种人体可降解吸收的材料作为冠状动脉支架材料成为迫切需要。对于发展较为成熟的生物可降解高分子材料，由于其力学性能达不到要求，为了提高支架的强度必须增大体积，这就限制了这类材料