2025-12-08
可降解镁及镁合金：未来医用植入物的核心材料与增材制造的新机遇
在植入医疗器械领域，人们追求的不仅是安全与耐用，更希望材料具备“功成身退”的智慧——在帮助组织修复后能够自然降解，为患者避免二次手术带来的风险与痛苦。基于这一需求，可降解生物材料迅速成为医疗与材料科学界的研究重点。其中，可生物降解镁（Mg）及镁合金凭借其独特的生物学特性，正成为最具潜力的新型生物金属材料之一。
一、镁基材料的基本特性：轻质、安全、贴近人体生物力学
镁是目前应用较多的轻金属之一，具有良好的强度、延展性和蠕变性能。与传统钛合金和不锈钢相比，镁的密度和弹性模量更接近人体骨组织：
- 密度：1.74–1.84 g/cm³（接近人体骨密度 1.87–1.97 g/cm³）
- 弹性模量：41–45 GPa（接近皮质骨的 12–23.3 GPa）
这意味着镁材料能够减少“应力遮挡效应”，帮助维持正常骨重建，减少长期植入引发的负面影响。
常见镁合金体系包括：
- AZ 系列（Mg–Al–Zn）：应用广泛、综合性能均衡
- WE 系列（Mg–稀土–Zr）：适用于对强度与耐热性要求较高的场景
- ZK 系列（Mg–Zn–Zr）：强度较高，广泛用于高端结构件
二、镁在人体中的作用：天然元素、参与代谢、促进骨愈合
镁是人体必需元素，参与蛋白质与核酸合成、细胞膜稳定及多种酶反应。成人体内含镁约 21–28 g，其中 50% 分布在骨组织中。
在骨愈合过程中，镁具有以下积极作用：
- Mg²⁺ 促进成骨细胞活性，提高骨修复效率
- 镁降解产物可被肝脏与肾脏自然代谢
- 未成熟骨组织中 Mg²⁺ 含量更高，利于骨重建
镁植入物在与体液接触后逐渐发生腐蚀，生成 氢氧化镁（Mg(OH)₂）和氢气，并在适宜的合金设计与成型工艺条件下实现可控降解。
三、镁基材料在骨科与心血管领域的典型应用
1. 可降解骨钉与固定器械
镁合金骨钉已在实际应用中展现出良好安全性。
优势包括：
- 降解后无需拆除，减少手术次数
- 降低感染与并发症风险
- 有助于医院在 DRG 支付体系下提升整体质量与成本控制
适用于不需要承担高负荷的骨科手术，例如四肢、小骨折固定等。
2. 可降解骨修复材料（复合材料方向）
代表性案例：
深圳中科精诚医学科技有限公司研发的 博骼列®含镁可降解高分子骨修复材料：
- 由 PLGA、β-TCP 与金属镁复合组成
- 采用低温 3D 打印技术制备
- 6–9 个月内完全降解并吸收
- Mg²⁺ 的释放有助于骨再生与快速修复
适用于四肢骨缺损填充等应用。
3. 可降解血管支架（BVS）
镁材在心血管领域的应用同样引人关注：
- Magmaris® 第二代镁基支架（2016上市）
- 12 个月约 95% 被吸收
- 可提供暂时性支撑并安全降解
- 12 个月约 95% 被吸收
- Freesolve® 第三代支架（2024上市）
- 采用 Mg–Al（6.25%）合金
- 植入后 3 个月提供有效机械支撑
- 12 个月内吸收约 99.3%
- 吸收速度显著优于常规聚乳酸支架（需 2–4 年）
- 采用 Mg–Al（6.25%）合金
四、作为材料供应商的价值：雾化球形镁粉推动医用镁材料创新
作为专业的雾化镁粉制造企业，唐山威豪镁粉有限公司（www.tswhmf.com）自 2000 年起持续深耕镁及镁合金材料领域，致力于为医疗材料创新提供可靠原料支持。
我们的产品优势包括：
- 高纯度（减少过快腐蚀）
- 粒度均匀、球形度高（适应 SLM / LPBF / EBM 等增材工艺）
- 氧含量低（改善生物腐蚀稳定性）
- 多级雾化技术提升粉末一致性
- 支持多种医用镁合金体系定制开发
作为多项国家与行业标准的起草单位，我们将继续推动镁材料在骨科、心血管以及多学科方向的发展。
若您正在研发可降解镁基植入物、医用合金或增材制造用粉末，我们欢迎与科研机构、医院、企业开展合作，共同推进下一代医疗材料的发展。
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