為什麼選擇鎂這種可降解金屬作為醫用植入材料?

時間 2021-05-29 22:17:47

1樓:唯安Amy

鎂合金心臟支架(Magmaris BRS),以鎂合金製造,具有金屬支架的承托力,在植入後可保血管呈圓形,保持血流暢通。

每個鎂合金全吸收支架(Magmaris BRS)含八點五毫克鎂,並有生物溶解塗層,確保藥物有效釋放。在植入後,經接觸水份逐漸在一年後溶解,最後被人體吸收,動脈能夠恢復原來的形態和功能,並且像健康血管一樣移動和彎曲。

鎂會不會對人體健康產生影響嗎?

很多心血管病患者會擔心,吸收了八點五毫克鎂會不會對人體健康產生影響呢?

事實上,鎂是人體需要的一種陽離子,我們每天從不同食物中會攝取鎂,以一瓶一公升礦泉水為例,大約含六十五毫克鎂,如果我們飲用了一公升礦泉水,即吸收了八個鎂金屬支架的鎂質含量。

人體的腸子吸收鎂,貯藏在骨頭內,而且過剩的鎂也將被腎臟排洩出體外,在資料上而言,鎂合金可降解心臟支架能提供很廣泛的安全性。2023年已經在香港私立醫院進入臨床應用。

2樓:運動醫學萬醫生

有基礎實驗證明鎂降解時候會產生氣泡,產生組織空隙,產生不良反應。現在有些相關科研主要聚焦於鎂基合金,離臨床應用還早得很。

3樓:梁爽

如果你要著手研發一款「醫用」、「植入」材料,首先你要考慮乙個問題:材料的生物相容性!什麼意思呢?

就是你鼓搗的這東東埋進去,對人體不能有害,而且也要適合人體需求,讓人體能夠接受它。就是要經受得起安全性和有效性評價。

安全性評價好理解:萬萬不可讓植入的東西趁你病,要你命!一般通過體外細胞急性毒性試驗來證明材料無細胞毒性。

不僅如此,還要科學評價植入物滯留人體的時間週期內其本體及其降解物是否引起人體組織和器官的炎性反應、免疫反應,致癌性如何,等等(參見ISO10883-1醫療器械生物學評價;國內等同為CB/T16886.1)。

鎂,是人體必需的常量元素之一,它是安全的!過量攝入的鎂可以通過尿液排出體外,所以我們可以安心地選擇將它植入體內。

傷殘的身體不得不借助外物來修補,當然希望植入物效能要好,不說比原生的物件更佳,至少也得差不多吧。墊個鼻樑,觀之挺翹悅目,刮之手感柔滑;接個手筋,伸縮自如,挽個劍花亂人眼目。要達到這效果,選材很!

重!要!

骨修復中,金屬合金是個不錯的選擇。鎂及其合金的密度與骨的密度相近,很符合理想的接骨板的要求;其強度夠高,有足夠的支撐能力;其楊氏模量與骨組織相近,植入後的應力遮擋效應較其它金屬合金要低;鎂的化學性質比較活潑,在完成其輔助骨再生的任務後,可自行降解,部分被骨組織吸收,多餘的排出體外,避免了二次手術,可大大減輕病患的痛苦。

可見,鎂,是製備醫用-可降解-金屬-植入材料的很好選擇。

是不是聽上去很美?

但實際應用上,還有很多需改進之處,最大的問題是其太活潑,降解速度太快,快過了新骨再生的速度。材料研究人員還有很多任務作要做啊!可以是鎂合金中成分的調配,也可以是表面塗層的創新,相信辦法總比困難多!

4樓:矽基生物

我一直想寫一篇生物安全性和相容性材料綜述,這裡算打個草稿吧。

一分材料植入人體,就會與人體發生理化作用。一般多多少少都會游離出一部分。遺憾的是,大部分工業材料對人體都不是很友好。比如普通鋼,在人體內就會不斷被腐蝕,可能會引起發炎甚至過敏。

一般植入人體的材料,思路無非是兩種:

一是超級穩定:比如純鈦,超級耐腐蝕,游離出的成分很少。

二是人體固有:最典型的就是鎂。

鎂是人體中含量佔第三位的礦物質,正常人每天代謝鎂350mg,這已經是很大的數了,植入的鎂材料每天游離出的數量遠小於這個值。

鎂的兄弟元素鋁待遇則完全不同,世界衛生組織規定,人體每日的鋁攝入量不應超過40毫克,和鎂差了十倍。

有意思的是我們大量代謝的元素基本上就是海水中廣泛含量較高的元素,我們的血液離子成分源自遠古海洋。遠古海洋鎂含量高而鋁含量低,導致鋁和我們的身體不相容。工程上用的鎂主要是鎂鋁合金,而人體內主要用的事鎂鋅合金。

被吸收直接補鎂補鋅了。

作為高活潑型的主族元素,鎂和鎂在人體裡是沒區別的。類似的還有鈣鐵鋅(當然鐵是副族)。只要進入人體,具體是什麼態沒區別。

不管是阿膠裡的鐵還是鐵鍋鐵釘的鐵,吃進肚子裡都沒區別(當然怎樣把釘子吃進肚子裡又是另乙個問題)。植入人體的鎂被人體吸收後,和吃鈣鎂片的鎂是一樣的。

但是有些元素就不是這樣的——比如碳。

鎂無論怎樣化合都是鎂離子,但是碳就千變萬化了。比如塑料,生物相容性就普遍很差,而炭黑石墨金剛石在人體裡超級穩定。

這個穩定有時候是好事,有時候是壞事。好事是,他們完全不會游離進入人體,壞事就是,其微粒一旦進入人體——就會在體內陪你到死。好像有用碳化層作為植入人體結構的防腐層的。

5樓:

過去做過一些關於心臟支架材料,就憑自己的記憶和理解來講吧,參考文獻就沒有。講道理,按照我的理解,目前還是很少用鎂合金做這個的吧。

題目中已經限制在了可降解金屬,我們就不談什麼不可降解的,或者高分子的之類之類的了

首先,作為可降解材料我們有幾點要考慮

降解速率

降解速率不能太快,也不能太慢。我記得作為心臟支架好像是6-24月吧。其實像鎂還是快了點的,像鐵就慢了點,目前來看鋅的降解速率蠻合適的,之前有人把鋅絲放到小鼠的血管裡,發現降解速率蠻好,生物相容性也不錯,好像就是發了點炎。

2. 生物毒性

鎂的生物毒性還好,反正就是可以用的咯,但是對於不用到生物體內的材料,我們可以加很多七七八八的東西使得抗腐蝕效能提高,但是我們這個用於人體的,就不能隨便加了,比如加個Al,可能就會導致缺磷,什麼什麼的。但是現在商用的很多鎂合金都是加鋁的,比如AZ系列的。不過有些商用鎂合金加Zn,Zn沒有問題,就看其他的咯

還有就是加工過程中,比如電鑄工藝,就需要一些新增劑,商用新增劑用了對生物相容性的影響我就不知道了,不過用於Zn的電鑄商用新增劑沒什麼問題,我們之前做過相關研究

3. 力學效能

鎂合金的比強度蠻好的,但是剛度太大了,塑性太差。當然純鎂的塑性問題,也有人通過晶粒細化來改變變形機理,從而提高塑性,但是到真的產業用還是要點時間的。剛度太大的話就容易傷害組織。

塑性太差就不好加工,現在也有人想用3D列印做,但是還是到產業還是有距離。而且說實話,這些缺點是由於鎂本身的晶體結構(HCP)導致的,要解決可能還是要不少努力的

6樓:好大的風

相比於鈦合金,鎂合金最大的劣勢是強度低、耐腐蝕性差。而作為可降解植入材料的時候,這兩點就成為了最大的優勢。

鎂合金的強度和骨骼相近,而鈦合金的強度要遠高於骨骼。過高的強度導致骨骼生長過程中受力不均,拿走鈦合金支架之後又後受力又會發生猛然的變化,不利於骨骼生長和恢復。

鎂是一種比較活潑的金屬元素,容易被腐蝕,換句話說就是容易被降解。作為人體必需的元素之一,降解後的鎂離子不會帶來毒性,還有助於骨骼的生長。多餘的鎂離子可以通過尿液代謝離開人體,不會在體內聚集。

此外鎂的生物相容性也非常好,密度和人骨也類似。綜上所述,通過合適的處理,調節鎂合金降解的速度,可以最大程度的配合人骨的生長和恢復,也免去了二次手術的煩惱。

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