Mg-Y基生物材料研究進(jìn)展

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

DOI:10.3969/j.issn.1007-791X.2015.04.002

文章編號(hào):1007-791X(2015) 04-0292-06

收稿日期:2015-06-18

基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51422105) ;河北省自然科學(xué)基金杰出青年科學(xué)基金資助項(xiàng)目(E2015203404)

作者簡(jiǎn)介:*彭秋明(1979-)，男，湖南婁底人，博士，教授，博士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)殒V稀土基結(jié)構(gòu)/功能材料，Email:pengqiuming@ ysu.edu.cn。

0　引言

鎂離子是人體中含量第四的陽(yáng)離子，主要分布在骨骼組織中。同時(shí)鎂離子在新陳代謝過(guò)程中起著重要的作用，是人體內(nèi)多種酶的輔助因子 ［1］。鎂與天然骨密度相當(dāng)，同時(shí)鎂的楊氏模量約為45 GPa，符合理想接骨板的力學(xué)性能要求 ［2］。而且，鎂的標(biāo)準(zhǔn)電極電位較低，在PH為7.4～7.6和氯離子含量較高的人體生理環(huán)境中容易腐蝕降解，因此隨著人體組織自愈合，鎂移植材料會(huì)逐漸降解被人體吸收，無(wú)需二次手術(shù) ［1，3］。從20世紀(jì)開(kāi)始，鎂作為醫(yī)用材料在臨床上就得到了應(yīng)用。1907年，Lambotte ［4］用帶有鍍金鋼釘?shù)募冩V薄板來(lái)固定骨折的小腿，但是由于純Mg在人體內(nèi)降解速率太快，手術(shù)完成8天后純Mg在皮下產(chǎn)生大量氣體，導(dǎo)致手術(shù)失敗。盡管鎂合金作為生物材料有著誘人的應(yīng)用前景，然而純鎂及其合金存在腐蝕速率過(guò)快的問(wèn)題，而且在腐蝕過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生大量的氫氣 ［5］。通過(guò)合金化可以增強(qiáng)鎂合金的力學(xué)性能和降低其腐蝕速率。上世紀(jì)中葉以來(lái)，Mg-Al基、Mg-Zn基、Mg-Ca基生物材料得到了廣泛的研究 ［6-8］。但是這些材料服役周期一般低于12周，降解過(guò)快而導(dǎo)致植入物提前失效 ［9］，受傷組織沒(méi)有充分的痊愈時(shí)間。因此，提高鎂及鎂合金抗腐蝕性能成為其在生物材料領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵。

稀土元素作為一類(lèi)重要的合金化元素，在冶金、材料領(lǐng)域起著獨(dú)特的作用。在鎂合金領(lǐng)域，稀土突出的凈化，強(qiáng)化性能逐漸被人們所認(rèn)識(shí)，被認(rèn)為是鎂合金中最具使用價(jià)值和最具發(fā)展?jié)摿Φ暮辖鸹?［10］。釔(Y)元素是類(lèi)稀土元素，在鎂中有具有較大的固溶度，質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為12.3% ［11］，所以，Y元素在鎂合金中能起到更好的固溶強(qiáng)化及時(shí)效析出強(qiáng)化效果，同時(shí)，Y元素的細(xì)化作用也很明顯，可使Mg-Y合金的力學(xué)性能提高。更重要的是，Y元素可以與鎂合金中的H、O、S等元素相互作用，并將溶液中的Fe、Co、Ni、Cu等有害金屬夾雜物轉(zhuǎn)化為金屬間化合物除去，從而提高鎂合金的腐蝕抗性 ［12，13］。而且，Y元素毒性低，已經(jīng)有含Y元素的藥物投入到癌癥的治療當(dāng)中 ［14］。因此，Mg-Y基合金是一種應(yīng)用前景廣闊的鎂合金生物材料。

1　生物用Mg-Y基合金的制備

1.1生物用Mg-Y基合金的冶煉

工程用Mg-Y基合金一般采用硬模鑄造工藝來(lái)制備。其工藝流程為:在SF 6和CO 2混合氣體保護(hù)作用下，將合金置入不銹鋼坩堝中，在電爐中熔煉，達(dá)到所需溫度和時(shí)間后，將熔體倒入已經(jīng)預(yù)熱的不銹鋼模具中冷卻成型 ［3］。通過(guò)傳統(tǒng)鑄造工藝制備出來(lái)的鎂合金一般存在缺陷區(qū)域或夾渣，而且Fe、Co、Ni、Cu等雜質(zhì)元素會(huì)加速鎂合金的腐蝕，導(dǎo)致腐蝕不可控，使其容易產(chǎn)生沉淀脫落，造成醫(yī)療事故，故不適合用作生物材料。為了獲得雜質(zhì)含量少，潔凈度高，成分準(zhǔn)確的生物用Mg-Y基合金材料，傳統(tǒng)的熔煉方法已不能滿足要求，真空熔煉工藝、快速凝固工藝和區(qū)域凝固提純工藝是制備純度要求更高的生物用Mg-Y基合金的有效手段。

采用真空熔煉工藝可以提高M(jìn)g-Y基合金的純度。真空熔煉可以防止鎂及其它合金元素被氧化，從而減少鎂合金中的夾雜物含量，但是真空熔煉過(guò)程中常常伴隨著Mg元素的蒸發(fā)，導(dǎo)致合金成分的變化 ［15］。往真空室中反充氬氣可以明顯的減小熔體中元素的揮發(fā)損失量，精確控制鎂合金成分。而且可采用多次抽真空反充氬氣方法，來(lái)大大降低熔煉爐中的雜質(zhì)氣氛 ［16］。Chou ［17］用高純鎂錠(99.97%)、釔錠(99.7%)和鈣錠(99.5%)為原材料，通過(guò)真空熔煉工藝制備了組織均勻、晶粒尺寸小的高純度的Mg-Y-Ca-Zr合金，該合金具有優(yōu)良的力學(xué)性能和降解性能。

快速凝固是指合金熔體以極快的冷卻速度

(約10 4～10 9K/s)冷卻，使合金在很大過(guò)冷度下從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的一種材料成型方法 ［18］?？焖倌碳夹g(shù)能夠抑制鎂合金的晶粒長(zhǎng)大，消除成分偏析，得到無(wú)偏析或少偏析的細(xì)晶組織 ［19］。Peng ［20］以Mg-7Y-0.2Zn(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)合金錠為原料，對(duì)合金錠進(jìn)行快速凝固甩絲處理，得到組織均勻，力學(xué)性能優(yōu)異的微米合金絲，而且該合金絲具有良好的耐蝕性能，可以作為制備心血管支架的原材料。

區(qū)域凝固提純工藝是指在合金凝固過(guò)程中，加載扇形溫度場(chǎng)，使熔體在溫度梯度的作用下定向凝固，將夾雜物排到周?chē)?。同時(shí)，由于合金冷卻速度增加，容易截留高溫組織，有效減少合金化元素偏析，組織更加均勻 ［21］。Peng通過(guò)區(qū)域凝固提純工藝制備了高純Mg-Y合金。與傳統(tǒng)鑄造制備的鎂合金相比，該合金不僅潔凈度高，而且晶粒尺寸小，二次枝晶間距小，從而使合金的力學(xué)性能和耐蝕性能有了明顯的提高 ［21］。

1.2生物用Mg-Y基合金的熱處理和變形加工

Mg-Y基合金的熱處理工藝包括均勻化退火，固溶處理(T4)和時(shí)效強(qiáng)化(T6)。通過(guò)應(yīng)力時(shí)效和高壓時(shí)效等創(chuàng)新工藝，改變析出強(qiáng)化相的形貌和尺寸，達(dá)到同時(shí)提高合金的強(qiáng)度和耐蝕性能的目的 ［22］。Mg-Y基合金退火溫度一般在500℃左右 ［23］，固溶處理溫度范圍一般為420～540℃ ［13］，而時(shí)效溫度范圍一般為150～280℃ ［24］。

為了進(jìn)一步提高合金的性能，鑄態(tài)合金和熱處理后的合金還需進(jìn)一步的加工處理，最常用的就是軋制和擠壓。傳統(tǒng)的擠壓工藝主要為正向分流擠壓來(lái)得到棒材，對(duì)于正向擠壓主要是通過(guò)分流壓頭擠壓實(shí)現(xiàn)，即在高溫下先分成幾股合金，然后在大壓力下擠壓成管材。正擠壓的主要缺點(diǎn)是壓力高，溫度高，再結(jié)晶組織明顯，同時(shí)由于不同股合金之間是通過(guò)機(jī)械擠壓連接，不能形成完全致密無(wú)縫的管材，一方面降低了管材的力學(xué)性能，另一方面也降低了合金的耐蝕性。反向擠壓工藝由于鑄錠表面和擠壓筒內(nèi)壁之間沒(méi)有激烈摩擦，擠壓力大大減少，降低能耗，而且變形均勻。

2　Mg-Y基生物材料的性能

2.1生物用Mg-Y基合金的力學(xué)性能

純Mg的力學(xué)性能較低，作為硬組織植入材料時(shí)不能滿足人體的生物力學(xué)能。純鎂的壓縮屈服強(qiáng)度和斷裂韌度分別為65～100 MPa和15～40 MPam 1/2，而天然骨的壓縮屈服強(qiáng)度和斷裂韌度分別為130～180 MPa和3～6 MPam 1/2［1］。因此提高鎂合金的力學(xué)性能，能擴(kuò)展鎂合金生物材料的使用范圍。

當(dāng)純Mg中加入Y元素或其它合金元素時(shí)，合金原子和位錯(cuò)之間的交互作用，會(huì)阻礙位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，起到固溶強(qiáng)化效果，從而提高鎂合金的力學(xué)性能。Chou ［17］研究了可降解生物用的Mg-Y-Ca-Zr合金的力學(xué)性能，研究發(fā)現(xiàn)，相比純鎂，鑄態(tài)合金的壓縮率和極限壓縮強(qiáng)度有了明顯的提升。而且，鑄態(tài)合金經(jīng)過(guò)固溶處理之后，壓縮強(qiáng)度和壓縮率均降低。隨著Y元素含量的增加，合金的晶粒尺寸增大，鑄態(tài)和固溶態(tài)合金的壓縮強(qiáng)度和壓縮率反而下降。

擠壓成型可顯著細(xì)化晶粒、改善組織、提高材料的強(qiáng)度和塑性。Mg-Y基合金通過(guò)擠壓或反擠壓工藝，由于細(xì)晶強(qiáng)化作用，力學(xué)性能得到進(jìn)一步提高，能滿足生物材料力學(xué)性能的要求。Fan ［25］研究了熱處理和擠壓工藝對(duì)可降解的Mg-1.5Y-1.2 Zn-0.44Zr合金生物材料力學(xué)性能的影響。擠壓處理能夠明顯地細(xì)化晶粒、消除缺陷和使強(qiáng)化相的分布更加均勻，因此相比于鑄態(tài)和固溶態(tài)合金，擠壓態(tài)合金的力學(xué)性能有著明顯的提升。Leng ［26］研究了擠壓態(tài)Mg-8Y-1Er-2Zn合金生物材料的力學(xué)性能，合金經(jīng)過(guò)擠壓處理之后，晶粒細(xì)化，長(zhǎng)程有序堆垛相分布更加均勻，顯示出優(yōu)良的力學(xué)性能。Peng ［27］研究了反擠壓工藝對(duì)Mg-8Y-0.5Zn合金生物材料力學(xué)性能的影響。反擠壓態(tài)合金經(jīng)過(guò)時(shí)效處理，相比于鑄態(tài)合金，晶粒尺寸減小，析出相分布更加均勻，同時(shí)固溶強(qiáng)化作用導(dǎo)致合金力學(xué)性能得到極大地提升。

2.2 Mg-Y基合金的的耐蝕性能

鎂的化學(xué)性質(zhì)較為活潑，在中性、酸性和弱堿性環(huán)境中都容易發(fā)生氧化和電化學(xué)腐蝕。鎂在腐蝕介質(zhì)中會(huì)生成一層疏松的氧化薄膜，膜的主要成分為MgO和Mg(OH) 2，不能對(duì)基體起到有效的保護(hù)作用，尤其是在氯離子含量較高的生理環(huán)境中，氧化膜中的Mg(OH) 2會(huì)轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的MgCl 2，Mg(OH) 2的分解導(dǎo)致膜層的完整性遭到破壞，加速合金的腐蝕 ［28］。

隨著Y元素含量的增加，Mg-Y合金在不同的溫度區(qū)間形成3種不同的金屬間化合物:Mg 24Y 5、Mg 2Y和MgY ［29］。一般常用的Mg-Y合金鑄態(tài)組織由α-Mg基體和Mg 24Y 5相組成。Mg 24Y 5相對(duì)Mg-Y合金的腐蝕行為有著重要影響。一方面，Mg 24Y 5相與α-Mg形成的共晶組織呈連續(xù)的網(wǎng)狀分布，能有效的減緩腐蝕速率;另一方面，Mg 24Y 5相與α-Mg基體構(gòu)成了微電偶，加速了兩相界面的腐蝕。而且，隨著Y元素含量增加，Mg 24Y 5相的體積分?jǐn)?shù)增加，導(dǎo)致合金腐蝕速率的增加。Mg-Y合金的腐蝕首先發(fā)生在Mg 24Y 5相周?chē)?，接著向富Y區(qū)域延伸，最后α-Mg基體內(nèi)發(fā)生點(diǎn)蝕 ［30］。

Mg-Y基合金降解速率過(guò)快會(huì)影響其在生物材料領(lǐng)域的良好應(yīng)用。通過(guò)提高M(jìn)g-Y基合金的純度、合金化和表面處理可以提高合金的耐蝕性能。

鎂合金的純度對(duì)鎂合金耐蝕性能具有重要影響。鎂合金中的主要雜質(zhì)元素Fe、Cu和Ni等易與Mg形成網(wǎng)狀的晶界相，并且由于活躍的陰極特性，促進(jìn)了鎂合金表面微電池的形成，降低了鎂合金的耐蝕性能 ［31］。所以，如果能有效減少鎂合金中有害重金屬雜質(zhì)的含量，可顯著提高鎂合金的耐腐燭性能。Peng ［21］研究了區(qū)域凝固提純工藝制備的Mg-Y合金的耐蝕性能，鑄態(tài)Mg-Y合金在3.5%NaCl溶液中的平均腐蝕速率是7.11 mmy －1，而經(jīng)過(guò)提純工藝制備的高純Mg-Y合金的平均腐蝕速率只有2.17 mmy －1，完全能夠滿足生物材料腐蝕速率的要求。

通過(guò)添加合金化元素能提高M(jìn)g-Y基合金的耐蝕性能。因?yàn)閷?duì)于活潑的鎂合金基體，第二相大多為陰極相，添加合金元素會(huì)使第二相得到細(xì)化，即合金基體上陰極相變得細(xì)小彌散，降低了局部腐蝕的傾向。易建龍 ［32］研究了Ce元素的添加對(duì)Mg-9Gd-4Y-1Nd-0.6Zr合金耐蝕性能的影響。結(jié)果表明，隨著Ce元素含量的逐漸增加，Mg-9Gd-4Y-1Nd-0.6Zr-xCe合金的腐蝕速率逐漸降低，當(dāng)Ce的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%時(shí)合金的腐蝕速率最小，由此可見(jiàn)適量Ce元素的添加可提高鎂合金的耐蝕性能。

對(duì)Mg-Y基合金表面進(jìn)行處理，隔絕合金基體與腐蝕介質(zhì)的直接接觸，是提高合金耐蝕性能的有效手段。表面處理技術(shù)包括等離子噴涂、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、電化學(xué)沉積、微弧氧化和有機(jī)涂層處理。Brar ［33］研究了Mg-3Sc-3Y合金的降解性和自鈍化膜在體外降解中的作用。結(jié)果表明，自鈍化膜的形成在最初的24小時(shí)起到了阻礙腐蝕的作用，但隨著時(shí)間的延長(zhǎng)到23天，這種阻礙作用變得不明顯了。通過(guò)測(cè)試分析，得知氧化層成分主要為Sc 2O 3和Y 2O 3，且Sc 2O 3的含量高于Y 2O 3。與經(jīng)過(guò)拋光的該合金的腐蝕速率相比，在長(zhǎng)達(dá)23天的測(cè)試中，自鈍化膜的形成顯著的降低了合金的腐蝕速率，達(dá)到了0.01 ml cm －2day －1。研究表明，通過(guò)向鎂合金中添加Sc和Y元素使之形成選擇性氧化膜，是一種有效地控制植入材料降解速率的途徑。Zhao ［34］研究了將Al和O元素等離子體植入Mg-Y-RE合金中的腐蝕行為。用Al-O雙離子注入技術(shù)，使Mg-Y-RE合金表面生成一層Al的氧化膜結(jié)構(gòu)，大大提高了合金的耐蝕性能。

3　Mg-Y基生物材料的應(yīng)用

目前，Mg-Y基合金作為生物材料的研究應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在骨固定材料和心血管支架材料方面。

3.1 Mg-Y基生物材料在骨固定材料方面的應(yīng)用

Mg-Y基合金作為骨固定材料，由于其能有效緩解應(yīng)力遮擋效應(yīng)，在骨折愈合初期能夠提供穩(wěn)定的力學(xué)性能，使骨折部位承受逐步增大直至生理水平的應(yīng)力刺激，從而加速骨折愈合與塑形，防止局部骨質(zhì)疏松和再骨折的發(fā)生 ［35］。

Castellani ［36］將新型可降解的鎂合金WE43 (Mg-4Y-3RE)植入72只5周大小的雄性斯普拉-道來(lái)大鼠大腿骨內(nèi)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在鎂合金移植物中具有很高的骨移植接觸和很好的骨體積/組織體積比例，所有的鎂合金植入物均表現(xiàn)為與骨頭直接接觸，任何時(shí)間在植入物周?chē)紱](méi)有纖維組織層生成;另外，還發(fā)現(xiàn)在參與實(shí)驗(yàn)的所有大鼠中均未出現(xiàn)全身性炎癥反應(yīng)。由此可見(jiàn)，參與測(cè)試的可降解鎂合金具有優(yōu)良的骨移植界面強(qiáng)度和，這種鎂合金有望在骨移植中得到應(yīng)用。Lindtne ［37］使用類(lèi)似的方法將可降解Mg-Y-Nd-RE合金和自增強(qiáng)高分子共聚物PLGA(85/15)作比較分別植入雄性斯普拉-道來(lái)大鼠大腿骨內(nèi)，其結(jié)果表明移植4周之后可降解鎂合金界面附近和其直徑0.5 mm范圍內(nèi)出現(xiàn)骨的數(shù)量比高分子共聚物植入物多，但是在12周和24周后兩者區(qū)別不大，而且，實(shí)驗(yàn)用到的兩種可降解植入物在大鼠體內(nèi)均未發(fā)生局部或全身性的炎癥反應(yīng)，這些數(shù)據(jù)說(shuō)明可降解鎂合金表現(xiàn)出比高分子共聚物更為優(yōu)異的骨移植界面強(qiáng)度和在移植處周?chē)休^高的骨組織數(shù)量。

Kraus ［38］將WZ21(Mg-2Y-1Zn)合金植入32只雄性斯普拉-道來(lái)大鼠體內(nèi)，來(lái)研究在鎂合金體內(nèi)的降解行為和鎂合金與骨頭的相互作用情況。研究表明，WE21合金在植入物周?chē)a(chǎn)生了較多的新生骨，這表明WE21合金具有較好的骨傳導(dǎo)性能和骨誘導(dǎo)性能，這些結(jié)果對(duì)鎂合金植入物在小兒科方面的應(yīng)用具有重要的意義。

Ezechieli等 ［39］為了估計(jì)鎂合金骨釘植入到新西蘭白兔的股骨髁間降解后的產(chǎn)物對(duì)滑液和滑液膜的影響，將Mg-Y-RE-Zr鎂合金骨釘植入到平均年齡只有6個(gè)月、體重為3.8 kg±0.2 kg的36只雌性新西蘭白兔的股骨髁間內(nèi)。臨床觀察表明，所有的Mg-Y-RE-Zr合金骨釘在體內(nèi)均表現(xiàn)良好的承受能力，沒(méi)有出現(xiàn)任何炎癥、跛行或者皮下氣體腔等現(xiàn)象，沒(méi)有大量的氣體生成，同時(shí)骨頭的結(jié)構(gòu)也沒(méi)有發(fā)生改變。另外，血清中的鎂、肌酸酐、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、血清谷草轉(zhuǎn)氨酶和白細(xì)胞的含量與正常水平相比相當(dāng)，在移植前血清中尿素的含量較高，但是移植鎂合金之后尿素都含量不再升高。目前的研究表明實(shí)驗(yàn)用Mg-Y-RE-Zr鎂合金有望在關(guān)節(jié)內(nèi)可降解植入材料中得到應(yīng)用。

Waizy ［40］將Mg-Y-RE-Zr合金螺釘植入15只成年的新西蘭白兔的左股骨的骨髓腔內(nèi)，其中白兔分別在1周、12周和52周時(shí)進(jìn)行手術(shù)之后安樂(lè)處死。結(jié)果表明，血樣測(cè)試結(jié)果和正常水平相當(dāng)，植入物直接接觸處有適量的骨形成并沒(méi)有形成纖維囊。肺、肝、腸、腎、胰腺和脾等組織樣品的組織病理學(xué)評(píng)價(jià)沒(méi)有任何的異常。因此，Mg-Y-RE-Zr合金螺釘具有很好的生物相容性和骨傳導(dǎo)性，而沒(méi)有急性、亞急性和慢性毒性影響。

為了確定Mg-Y-RE-Zr合金螺釘是否和標(biāo)準(zhǔn)的鈦合金骨釘具有相同的骨釘固定作用，Windhagen ［41］進(jìn)行隨機(jī)的、小規(guī)模的臨床實(shí)驗(yàn)，將鎂合金和鈦合金植入具有中等拇指外翻的病人體內(nèi)。26個(gè)病人自由分配接受相同尺寸的鈦合金或者鎂合金接骨手術(shù)。對(duì)植入病人進(jìn)行6個(gè)月的臨床觀察。研究發(fā)現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有檢測(cè)到異體反應(yīng)、骨溶解、和系統(tǒng)性的炎癥等不良癥狀。結(jié)果表明，可降解鎂合金骨釘和鈦合金一樣可以用于治療中度癥狀的拇指外翻患者。

3.2 Mg-Y基生物材料在心血管支架方面的應(yīng)用

鎂合金因易降解性及力學(xué)性能符合植入材料要求，可被制成可降解心血管支架。支架移植已經(jīng)在治療先天性心臟病發(fā)揮著重要的作用，同時(shí)它在治療肺動(dòng)脈、分支狹窄和阻塞靜脈系統(tǒng)這些方面也功不可沒(méi)。而現(xiàn)在可降解支架已經(jīng)成為了研究熱點(diǎn)，尤其是可降解鎂合金支架，這是一種有望提供暫時(shí)的支撐狹窄的動(dòng)脈血管直到血管成形后又緩慢降解的材料。

Hnzi ［42］將直徑為4 mm，厚度為0.4 mm的WZ21薄片植入到兩只哥廷根小型豬(20～30 kg) 的4種不同類(lèi)型組織內(nèi)—肝臟、小網(wǎng)膜、腹直肌肌肉和皮下組織，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，植入WZ21薄片21天后的小型豬炎癥反應(yīng)比91天的要更為嚴(yán)重，在組織觀察中可以清楚的發(fā)現(xiàn)移植處形成了血管，這表明WZ21合金具有良好的生物相容性。

Erne ［43］最早將WE43合金制備成血管支架并植入人體中實(shí)驗(yàn)，其從動(dòng)物和人體實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，鎂合金在可降解支架方面具有很大的應(yīng)用潛力。Mario ［44］將Biotonik公司研制的吸收血管支架(WE43)植入到豬的管狀動(dòng)脈，四周后可以看出血管造影最小腔內(nèi)徑(1.49 mm)高于不銹鋼(1.34 mm)，另外，他們還進(jìn)行了初步的臨床試驗(yàn)研究，將WE43植入20個(gè)平均年齡為76歲的病人下肢(10個(gè)為糖尿病患者)，這些病人都是下肢嚴(yán)重的缺血，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有任何病人出現(xiàn)過(guò)敏反應(yīng)和中毒癥狀。但是，這種支架也存在使用的局限性，因?yàn)樯渚€可完全穿透性使得要探測(cè)支架的栓塞情況變得很困難。

4　展望

生物醫(yī)用鎂合金材料被譽(yù)為“革命性的金屬生物材料”，在醫(yī)用生物材料領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。Mg-Y基合金是否滿足生物材料的使用要求，材料的生物安全性、力學(xué)性能和降解速率的控制是3個(gè)基本條件。Mg-Y基合金的所有合金化元素最終將全部進(jìn)入人體中，生物相容性的系統(tǒng)評(píng)價(jià)是其成為生物材料的基礎(chǔ)。Mg-Y基合金需要在完成它的功能之前具備必要的強(qiáng)度和塑性，以保證服役功能需求。未來(lái)臨床上需要的Mg-Y基合金降解是均勻腐蝕，要求材料的降解速度與組織新生或者愈合速度相匹配。由于動(dòng)物及人體環(huán)境的復(fù)雜性，Mg-Y基合金在生理環(huán)境下的腐蝕本質(zhì)和生物相容性還需進(jìn)行長(zhǎng)期的系統(tǒng)研究。

Mg-Y基合金作為生物醫(yī)用材料，還有更多潛在醫(yī)用價(jià)值值得挖掘。Mg-Y基生物材料的研究將集中在以下幾個(gè)方面:1)通過(guò)冶煉工藝、合金化處理、變形加工工藝和表面處理技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)Mg-Y基合金的均勻可控降解; 2) Mg-Y基合金在不同腐蝕介質(zhì)中的力學(xué)性能分析; 3) Mg-Y基合金在活體內(nèi)的降解代謝機(jī)制及體內(nèi)降解產(chǎn)物的生物安全性、降解行為的可控性。相信經(jīng)過(guò)科研工作者的共同努力探索，生物醫(yī)用Mg-Y基合金一定會(huì)有更加成熟的發(fā)展，成為保障人類(lèi)健康與長(zhǎng)壽的新型金屬生物材料。