话说镁基金属啊，一直被寄予厚望，作为可降解金属的代表。从二十世纪八十年代开始，生物可降解金属就成为了材料学的宠儿。与传统的钛、不锈钢这种“一植了之”的材料不同，这类金属在体内会逐渐腐蚀，释放离子来协助组织修复，最后完全溶解，免去了二次手术取出的麻烦。因为它和骨骼的弹性模量相近、机械强度也不差，再加上能诱导成骨的“生物活性”，所以很快就从实验室走向了临床前研究。 首先说说镁基金属的三大王牌优势吧。第一个优势是机械性能和骨骼很搭调。镁的密度在1.74到2.00克每立方厘米之间，和天然骨差不多；弹性模量大概在41到45GPa之间，远远低于钛合金的110GPa，这样就能减少应力屏蔽，避免植骨后反而不促进骨骼生长的尴尬情况。 第二个优势是人体本来就缺它不可。镁是人体第四大阳离子，每天需要摄入240到420毫克呢，比铁和锌的摄入量多了50倍以上。纯镁和常见的合金在体外体内都表现出了良好的生物相容性，植入大鼠、兔子还有狗等动物体内都没什么炎症反应。 第三个优势是自带“抗菌+促骨”的双重效果。在降解过程中会持续释放镁离子，让局部的pH值升高，形成一个抗菌的环境；同时还能诱导骨痂形成和钙沉积，实现边腐蚀边成骨的理想状态。 但是啊，这个镁基金属也有三大硬伤要解决：降解速率不稳定、不均匀点蚀还有氢气积聚的问题。理想状态下应该是“慢—快—慢”的降解速度，给组织再生提供时间窗；但现实是一植进去就开始生锈了，强度马上下降。氯离子存在的话还会出现局部穿孔的情况，6到8周就失去了机械完整性了。还有个问题就是腐蚀产生的氢气如果排不出去就会形成气囊阻断血供甚至导致坏死。兔子实验三个月后就看到气体膜阻碍骨组织生长了。 为了解决这些问题得内外兼修啊。主流方案有合金化、表面涂层还有结构优化这三种方法。 合金化就是给镁里面加点锌、钙、稀土、锆这些微量元素来锁住性能。比如Mg-2.1Nd-0.2Zn-0.5Zr这个合金就展示出了均匀降解的曲线；还有5%的锌固溶非晶镁合金在动物体内同时具备了强度和耐蚀性。不过要注意啊铝虽然能提高耐蚀性但和阿尔茨海默病有关系；稀土容易在器官里富集所以安全剂量还是得把控好。 表面涂层就是给镁合金穿上一件“防弹衣”。阳极氧化、微弧氧化这些工艺可以生成一层陶瓷膜或者多孔层；再加上纳米羟磷灰石或者聚乳酸羟基乙酸共聚物这些可降解的聚合物就更完美了。功能梯度涂层还能减少热膨胀系数的差异避免剥落。 结构优化就是用CAD设计出骨架强表面积小的结构来定制降解路径。比如啄木鸟型、螺旋型结构既保证初期强度又能减少后期表面积暴露延缓降解速率。 接下来讲讲应用场景吧：骨折内固定与骨缺损替代、牙种植体与牙槽嵴保存、心血管支架、血管瘤与介入栓塞还有手术缝合钉这些方面都有潜力哦。 比如说骨折内固定方面钛合金会造成严重应力屏蔽而高分子聚乳酸又不够强；镁基金属就很好啦既能刺激初期愈合又能最终溶解避免骨质疏松再骨折。颅颌面缺损因为承重需求低已经成为先行军了。 心血管支架方面首例可降解镁支架已经进临床了4个月就完全溶解了；而且研究显示晚期血栓发生率比不锈钢低得多呢不过血流剪切力越高腐蚀越快所以还得进一步优化表面耐蚀层。 手术缝合钉方面骨科微创手术常用钛钉取出麻烦；镁基金属缝合钉6到8周就能溶解减轻病人痛苦和费用啦。 未来怎么走呢？上海交大团队研发的新型可降解心血管支架已经进临床试验阶段了4个月完全溶解还比传统支架更安全；他们开发的JDBM骨内植入物通过相电位调控和Ca-P涂层实现均匀可控降解释放抗菌离子抑制细菌黏附繁殖大动物实验证明没问题哦。