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镁合金外科医用材料研究取得新进展

本报讯(特约记者 沙丽娜 通讯员 王晓博)中南大学湘雅二医院刘波副主任医师联合中南大学粉末冶金研究院吴宏教授团队开展的一项研究发现,通过铜离子优化层状双氢氧化物(LDH),能增强镁合金的耐腐蚀性、抗菌性和成骨性能。该研究成果有望促进外科医用植入物的材料学革新升级。近日,相关研究论文在《镁合金学报》上发表。
镁合金的密度和弹性模量与人骨接近,具有作为外科植入物的潜力。然而,镁合金极易发生腐蚀,植入后易发生细菌感染,常常导致种植失败。因此,有必要开发一种具有优异耐蚀性,同时兼具抗菌和促骨再生功能的新型材料。LDH是两种或两种以上金属元素氢氧化物嵌层组装水滑石层状结构,因其优越的离子交换功能可改善耐蚀性。
为此,湘雅二医院联合粉末冶金研究院共同设计了一种具有LDH结构的镁合金涂层,通过共沉淀和水热处理在镁合金表面构建含铜离子的MgAl-LDH,大幅提高耐蚀、抗菌和促成骨的效果。镁离子和铜离子双重离子协同抗菌,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有良好的抑制作用。
在动物实验中,大鼠股骨植入该材料2周和4周后,组织染色切片表明该材料无毒性且具有良好的成骨作用。研究显示,该材料可提高外科医用植入物的耐腐蚀、抗菌和成骨功能,有望为骨科、普外科、整形外科等科室提供新的材料。