可降解镁合金的动物体内骨诱导作用
镁基支架及其在动物骨缺损修复中的应用
镁基支架及其在动物骨缺损修复中的应用郑健茂;毛学理;凌均棨【摘要】镁基是一种可降解金属材料，具有较好的生物相容性，其生物力学性能与骨组织相匹配，可在体内逐渐降解并由新生骨质取代，可促进细胞的黏附增殖，诱导骨生成，促进新骨生成，作为植入材料应用于医学的安全性高。
镁基支架主要有表面改性的磷酸钙涂层镁基支架和聚合物膜镁基支架以及镁合金支架和多孔状镁基支架，其抗腐蚀性能高，可促进成骨细胞和骨髓间质干细胞的黏附和增殖，促进血管生成和营养物质的输送，有效降低镁合金的降解速度。
在动物骨缺损修复方面，有明显的促进骨生长的作用，具有明显的诱导动物机体新骨生成的能力。
综上所述，镁基支架在骨组织工程中的应用具有广阔的前景。
%Mg-based scaffold, as a novel biodegradable metallic material that inherently off ers suitable mechanical properties and osteoconductivity, is proven safe in m edical science. Mg-based scaffolds, including scaffolds with surface modification, Mg alloy scaff olds, and porous Mg scaffolds, can reduce corrosion, enhance the proliferatio n and adhesion of bone marrow stem cells, and promote angiogenesis. In ani mal models, Mg-based scaffolds can improve bone healing. Thus, these Mg-based scaffolds can potentially be applied to bone tissue engineering.【期刊名称】《国际口腔医学杂志》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】4页(P720-723)【关键词】镁基材料;生物可降解金属材料;骨组织工程;支架【作者】郑健茂;毛学理;凌均棨【作者单位】中山大学光华口腔医学院•附属口腔医院牙体牙髓病科; 广东省口腔医学重点实验室广州510055;中山大学光华口腔医学院•附属口腔医院牙体牙髓病科; 广东省口腔医学重点实验室广州510055;中山大学光华口腔医学院•附属口腔医院牙体牙髓病科; 广东省口腔医学重点实验室广州510055【正文语种】中文【中图分类】R783.1镁基是一种可降解金属材料，具有较好的生物相容性，其生物力学性能与骨组织相匹配，可在体内逐渐降解并由新生骨质取代，避免第二次手术，有望作为新的骨组织工程生物替代材料应用于骨缺损的修复[1-2]。
镁合金的优势在哪？镁材料的应用在哪？
镁合金的优势在哪？镁材料的应用在哪？镁合金的优势在哪？镁材料的应用在哪呢？什么是镁合金？镁合金的优势在哪？镁材料的应用在哪？接下来，就带你了解一下吧！镁合金由于其比强度高、弹性模量大、散热好、消震性好、承受冲击载荷能力比铝合金大、耐有机物和碱的腐蚀性能好等特点，现已广泛应用于航空、航天、运输、化工、火箭等领域。
除此之外，镁合金在医疗器械上的应用潜力很大；如果金属镁企业能在加工性能和产品价格上取得突破，那么镁合金也将在LED产业得到广泛应用。
院士说左铁镛院士在今年新材料发展趋势高层论坛中说到：“就镁材料来说，近20年来，我国的镁材料已取得了三个“第一”的好成绩，分别是镁产量第一，镁储量第一和镁出口量第一。
现在我国在上海交通大学和重庆大学分别建立了镁材料研究中心，在山西、陕西等省份形成产业一体化的布局，大大促进了我国镁合金的研究应用。
目前，镁金属与铝金属相比，价格只高出20%，相较之前有大幅度降低，这也能极大的促进镁合金的研究发展和应用。
”那么，镁合金的优势在哪？镁材料的应用在哪呢？1镁是地球上储量最丰富的轻金属元素之一，镁的比重是1.74g/cm3，只有铝的2/3、钛的2/5、钢的1/4；镁合金比铝合金轻36%、比锌合金轻73%、比钢轻77%。
镁具有比强度、比刚度高，导热导电性能好,并具有很好的电磁屏蔽、阻尼性、减振性、切削加工性以及加工成本低、加工能量仅为铝合金的70%和易于回收等优点。
镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。
镁合金的比强度高于铝合金和钢，略低于比强度最高的纤维增强塑料；比刚度与铝合金和钢相当,远高于纤维增强塑料；耐磨性能比低碳钢好得多,已超过压铸铝合金A380；减振性能、磁屏蔽性能远优于铝合金。
镁合金是制造工业中可使用的最轻金属结构材料之一，其性能特点决定了众多的应用优势：一是减轻资源压力，镁合金产品的应用可以缓解铁矿和铝矿资源短缺的压力；二是减轻能源和环境压力，以汽车为例，镁合金大规模应用可降低10%—15%的油耗和排放；三是镁合金产品减震性能优越；四是镁合金能源特性好，在某种程度上可以说有镁就有电；五是镁合金产品可屏蔽电子辐射，可广泛用于手机和电脑外壳……中国有丰富的镁资源（占世界70%以上）和巨大的应用市场，为制造业减重的同时必将提升中国制造业的竞争力。
骨诱导机理
骨诱导机理
骨诱导是指在骨组织中引发骨细胞分化和骨组织生成的过程。
骨诱导机理主要涉及以下几个方面：
1. 基质诱导：有些特定的生物材料，如羟基磷灰石（HA）、
骨形态发生蛋白（BMP）等，可以通过与骨细胞相互作用，
促进骨细胞的附着和增殖，从而诱导骨组织生长。
2. 细胞诱导：有些特定的细胞，如骨髓间充质干细胞（BMSC）、成骨细胞（OB）等，具有分化为骨细胞的潜能，在适当的条件下可以分化为成骨细胞，从而促进骨组织的形成。
3. 活性因子诱导：一些生物活性因子，如BMP、TGF-β等，
能够通过作用于骨细胞，促进其分化为成骨细胞，并刺激骨组织的新生和修复。
4. 机械刺激诱导：适度的机械刺激可以通过调节骨细胞的应力应答和信号转导通路，促进骨细胞增殖和分化，从而诱导骨组织生长。
总的来说，骨诱导机理包括基质诱导、细胞诱导、活性因子诱导和机械刺激诱导等多种因素，它们相互作用，共同参与了骨组织生成和修复的过程。
医用镁合金的材料设计与成骨作用机制
医用镁合金的材料设计与成骨作用机制医用镁合金是一类在医疗领域中应用的材料，其主要成分包括镁及其合金。
这些合金通常包括锌、锶、铝等元素，以调节合金的性能。
医用镁合金具有良好的生物相容性和可降解性，逐渐被用于骨科领域，主要用于骨折固定器材和骨修复。
材料设计：1.生物相容性：医用镁合金要求具有较好的生物相容性，以减少对人体的排斥反应。
通过调整合金中的元素组成，尤其是添加微量的锌、锶等元素，可以改善合金的生物相容性。
2.机械性能：骨科材料需要具备适当的机械性能，以提供足够的强度和稳定性。
通过合金中添加不同比例的元素，可以调控材料的强度、延展性等机械性能。
3.降解性：医用镁合金的降解性是其独特的优势，可以避免二次手术去除植入物。
合金的降解速度可以通过控制合金中镁的含量和表面涂层等方式来调节。
成骨作用机制：1.促进骨细胞活性：医用镁合金的表面有助于骨细胞的黏附、增殖和分化，从而促进骨细胞的活性，有利于骨组织的生长。
2.提供必需元素：镁元素是人体骨骼中的重要组成部分，通过医用镁合金释放出的镁离子，有助于提供人体所需的元素，促进骨细胞的生长和骨组织的再生。
3.调控骨髓基质：医用镁合金与骨髓基质相互作用，促使骨基质的分泌和沉积，有助于新骨组织的形成。
4.降解释放生物活性物质：医用镁合金在降解过程中，会释放出一些生物活性物质，如氧化镁、氧化锌等，对骨组织的生长和修复具有促进作用。
在使用医用镁合金时，需要考虑合金的具体成分、制备工艺和应用环境等因素，以确保其在植入体内的可控性和安全性。
此外，医用镁合金的研究还在不断发展，以进一步提高其性能，拓展在医学领域的应用。
硫酸镁治疗动物疾病的主要功效与新用途
镁具有许多与钾相类似的生理功能 。由于镁缺 乏的临床表现与缺钾相似 ， 故缺镁往往易被忽视 。在 缺钾 时经过补钾而症状仍无改善时 ，应首先 考虑到 缺镁的可能 ， 这样才可使低镁血症得到及时纠正 。因
合静脉滴注 ， 可 以防止动物早产 ； 或治疗动物急性腹 痛， 临床疗效 良好。 若将 ２ ５ ％硫酸镁注射液加入 １ ０ ％葡萄糖注射液 中静脉滴注 ， 每天 １ 次， 能提高补钾 和补钙疗效 ， 可 用于治疗动物低血钾症。 采用 １ ０ ％硫酸镁注射液与 １ ０ ％葡萄糖注射液混
好。待子宫软化 ， 体积缩小后 ， 再根据分泌物的性质 对症 治疗 。 治疗 奶 牛 慢性 粘液 性 子 宫 内膜 炎 。奶 牛 子 宫缩 于骨盆 内或位于骨盆前后缘 ，子宫角粗硬 ，呈香肠
状， 流炎性分泌物。治疗时， 视子宫体积大小 ， 用金属 输精管插入子宫内，注入 ２ ５ ％ 硫酸镁注射液 ３ ０ ～ １ ０ ０ 毫升 ， 每星期 １ 次。一般投药 １ ～ ２ 次即愈。 治疗奶牛卵巢炎卵巢肿硬疼痛。可用 ２ ５ ％ 硫酸 镁注射液 １ ０ ０毫升颈部皮下注射 ， 每天 １ 次， 连用 ３
天 后 间隔 １ 次， 共 注 射 ５次 为 一疗 程 ， 间隔 ｌ ０天 后
１ 主要功效
硫酸镁可抑制 中枢神经系统 ，松弛骨 骼肌 ， 具 有镇静 、 抗 痉挛以及减低颅 内压等作用 。常用于治 疗惊厥 、 尿毒症、 破伤风及脑病等 。 多以 １ ０ ％硫酸镁 注射 液 １ ０ 毫升深部肌肉注射或用 ５ ％葡萄糖稀释成 ２ ． ０ ％～ ２ ． ５ ％的溶液缓慢滴注 。 但应注意直接静脉注射
此， 长期输液的动物， 在补钾的同时要注意补镁 。 口服 硫 酸 镁在 肠 道 吸收很 少 ，因此 没有 上述 的
骨诱导性的名词解释
骨诱导性的名词解释骨诱导性是指一种生物学现象，特指骨骼的生长和发育受到外部因素刺激而促进的过程。
在生物医学领域中，骨诱导性被广泛应用于骨折愈合、骨缺损修复以及骨植入物的适应症等方面。
一、骨诱导性的原理骨诱导性是指通过合适的生物材料、生长因子或机械刺激等外部因素，促使内部骨组织的生长、分化和再生。
在骨折愈合过程中，当骨折部位暴露于特定的生物材料或生长因子时，这些物质会刺激附近的成骨细胞增殖和分化，并最终形成新的骨组织。
此外，机械刺激，例如外科手术中的固定和牵引，在骨缺损修复中也可以促进骨生长。
二、骨诱导性的临床应用1. 骨折愈合：骨诱导性材料在骨折愈合中起着至关重要的作用。
通过植入适当的生物材料，可以加速骨组织的再生，促进骨折愈合过程。
例如，一些生物陶瓷材料能够提供适宜的微环境，促进成骨细胞附着和生长，从而促进骨折部位的愈合。
2. 骨缺损修复：骨缺损是指因外伤、感染、肿瘤等原因导致骨组织丧失的情况。
通过植入骨诱导性生物材料，可以填补和修复骨缺损区域，重建骨组织的完整性。
植入的生物材料可以提供支架和结构，引导细胞和血管生长，并最终促使新的骨组织形成。
3. 骨植入物适应症：骨诱导性生物材料还广泛应用于骨植入物的适应症，例如人工关节置换、手术固定器械等。
这些植入物需要具备良好的骨诱导性，以确保植入后的骨生长和骨与材料的结合稳定。
通过定制适当的材料表面形态、生物活性涂层和控制释放的生长因子等手段，可以提高骨植入物的骨诱导性。
三、骨诱导性的前景与挑战骨诱导性作为一种重要的骨组织工程手段，已经在临床实践中取得了显著成果。
然而，仍存在一些挑战需要克服。
首先，骨诱导性生物材料的选择和设计需要兼顾机械性能、生物相容性和骨诱导性能，这是一个复杂的问题。
其次，如何调控植入物与宿主骨之间的界面形态和相互作用，以促进骨的生长和修复，也是需要解决的难题。
此外，骨诱导性生物材料的长期效果和安全性仍然需要进一步的研究和评价。
总结而言，骨诱导性是骨组织生长和发育过程中的一项重要调节机制。
皮层再生骨性再生容量再生总结
皮层再生骨性再生容量再生总结随着社会的发展，人类制造科技进步的同时，大呈由于事故对人们造成的损伤的情况也继而发生，其中，骨的缺损对人们的生活造成极大的不便，对人们的心理造成极大的伤害。
因此，骨再生的研究十分必要。
目前对骨再生使用的主要方法基本上是将骨移植材料作为信号因子和细胞的载体或模板来诱导成骨，或从周围骨组织募集细胞使其趋化生长分化，最终形成成骨。
由此足以见得，骨移植材料在对骨缺损的处理上起着至关重要的作用。
理想的骨移植材料有几点基本的要求:(1)具有良好的生物相容性，降解产物无毒害，不会引起炎症反应(2)具有合适的孔隙大小以支持新骨的生长:(3)具有骨传导性或骨诱导性，能促进骨质沉积和骨的生长(4)具有一走的机械强度:(5)具有良好的生物降解性且降解的速度必须与再生的速度相适应。
目前使用的骨移植材料品种很多，可以分为生物活性陶瓷、可降解金属材料、有机材料和复合材料等，目前研究的生物活性陶瓷主要有磷酸三钙、疑基磷灰石和珊瑚礁等。
磷酸三钙具有良好的生物降解性,在体内种植后能够被逐渐降解，并被新生的骨组织完全代替，具有很大的优势。
而疑基磷灰石县有与自然无机矿物质相似的化学成分与组成良好的生物相容性，骨引导性、骨融合性和较高的机械强度，但是它的晚度和它极低的降解速率在一走程度上限制了它在骨修复中的应用，所以人们在基于其良好的化学特性上对其进行改进。
其中XXX等人用有机泡沫浸渍法制备得到的一类孔呈现梯度分布的野基磷灰石材料，提高了其抗压能力。
另外一类钙磷材料是自舒固磷酸钙骨水泥这种材料具有更好的细胞相容性，可降解性，成骨性及可以自行固化等特点。
XXX等人将具与隣酸盐的冰冻薄片混合，低温下压制成型，在37C溶液中溶解得到多孔磷酸钙骨水泥材料，经研究，这样处理得至啲多子味才料可以用于有效修复和重建骨组织的缺损。
其次对于另一种材料则是来源于海洋动物的骨骼，珊瑚的化学成分中99%为碳酸钙，化学成分上与形态结构上本身就与无机骨相似且有着良好的生物相容性。
可降解镁合金优点
可降解镁合⾦优点与其它常⽤⾦属基⽣物材料相⽐，镁及镁合⾦具有以下优势⼝]：具有⽐强度和⽐刚度较⾼、⽣物相容性和可降解性良好等特点(1)镁在⼈体内的正常含量为25g，半数存在于⾻骼中。
镁及镁合⾦的密度远低于钛合⾦，与⼈⾻密度接近。
(2)镁是⼈体细胞内的阳离⼦，其含量仅次于钾，镁参与蛋⽩质的合成，能激活体内多种酶，调节神经肌⾁和中枢神经系统的活动，保障⼼肌正常收缩及体温调节。
(3)镁的标准电极电位低，在含有氯离⼦的⼈体⽣理环境中可腐蚀降解，在植⼊⼈体后随着⼈体的⾃愈合⽽被吸收降解，⽆需⼆次⼿术。
(4)镁及镁合⾦有⾼的⽐强度和⽐刚度，杨⽒模量为41～45GPa，可有效缓解应⼒遮挡效应由于不锈钢、钴铬钼合⾦、钛合⾦等在⼈体组织中很容易磨损与腐蚀,产⽣对⼈体有害磨屑和⾦属阳离⼦(如Cr、Ni、V、Al等),导致毒性或者器件失效。
另外,不锈钢、钛合⾦弹性模量⼤,与⾻不能良好地匹配⽽造成“应⼒遮蔽”效应,使⾻的⽣长和发育得不到应有的刺激和强化,导致⾻损伤部位⾻质疏松和⾃体⾻退化,甚⾄引发“⼆次⾻折”。
⽬前常⽤的⾦属植⼊物是⽣物惰性材料,长期固定并留在⼈体组织中,有引发炎症的隐患,⽽且,治愈后如需拆除则要进⾏第⼆次⼿术,增加了治疗费⽤和患者的痛苦。
⽬前研究开发的⽣物可降解材料主要是聚合物材料和某些陶瓷,但是,聚合物材料的⼒学性能通常较低,⽽陶瓷材料的韧性较差。
镁合⾦缺点镁合⾦降解过快时有⼀定弊端，如组织愈合需要⼀定的时间，若镁合⾦降解较快，不能充分发挥其⽣物学作⽤，导致组织愈合不良，甚⾄治疗失败；⽽且，镁合⾦降解过程中的产物在组织周围⼤量聚集，不能较快被吸收，也会影响组织功能恢复。
提⾼镁合⾦耐体液腐蚀性能的途径主要有采⽤⾼纯镁合⾦、合⾦化、合⾦表⾯涂层和快速凝固⼯艺等。
可降解镁合⾦材料的研究⽬前处于起步阶段。
镁合⾦能否成为医⽤可降解材料，材料的安全性和降解速率的控制是2个基本条件：⼀⽅⾯，可降解材料⽣物相容性的系统评价是其成为医⽤材料的基础；另⼀⽅⾯，可降解⽣物材料要求材料降解速度与组织新⽣或者愈合速度之间匹配。