医用金属的生物功能化——医用金属材料发展的新思路-论文.pdf

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1、第2期中国材料进展125【编者按】医用金属材料以其高强韧性、耐疲劳、易加工成形性等优良的综合性能，一直是临床上用量最大和应用广泛的一类生物医用材料。医用金属材料是需要承受较高载荷的骨、齿等硬组织以及介入治疗支架的首选植入材料，已大量应用于骨科、齿科、介入治疗等重要医疗领域中的各类植入医疗器械。目前医用金属材料中用量最大、应用范围最广的是不锈钢、钛及钛合金、钴基合金3大类材料，在医用金属材料的生产和临床应用中占有举足轻重的地位。此外还有镍钛形状记忆合金以及金、银、钽、铌、锆等贵金属。然而，目前临床应用的医用金属材料在生物

2、体中一般表现为生物惰性，不具备生物活性，因此往往需要通过对其进行表面改性，来达到其具备一定生物活性，进而提高其临床使用性能的目的。那么能否使医用金属材料自身就具备某种生物活性呢?这是一个极有创意的想法，但至今还未有这方面的研究报道。“医用金属材料的生物功能化”就是希望能够实现这一愿望，因而它是一个具有创新意义和挑战性的新思想，其核心思想就是使医用金属材料在发挥其自身优异力学性能的同时，还具备特定的生物医学功能，从而达到更佳的临床医疗效果。中科院金属研究所的生物材料研究团队近年来进行了多方面的有意义尝试，已经初步实现了特

3、定医用金属材料的生物功能化。本刊特邀中科院金属研究所的杨柯研究员就其领导的研究团队基于医用金属材料生物功能化这一全新概念，开展的相关系列研究探索工作进行深度报道，以期将这一新思想与国内同行分享与交流。医用金属的生物功能化——医用金属材料发展的新思路任玲杨柯人们知道，人体中存在有多种不同种类的金属元材料的结构／生物医学功能一体化的关键在于针对临床素，如：宏量金属元素K、Na、Ca、Mg，微量金属元应用目标的材料设计、制备及性能调控，其应在保持现素Fe、cu、Zn、Mn、Co、Mo、Cr、Sn、V、Ni等，它有同类医用金属

4、材料各项性能水平的基础上，通过特定们在人体中都会发挥不同的生物功能。如果人体中缺失金属元素的持续溶出，而达到兼有力学承载能力和生物哪种金属元素，可能就会引发某种疾病；如果在人体中医学功能的双重目的。适量补充某种金属元素，可能会有助于治愈一些疾病。在众多金属元素中，铜的生物学作用逐渐得到人们事实上，医用金属材料在人体环境中(无论是体液，还的认可。铜离子是人体中必需的微量金属元素，它的杀是血液)都会发生不同程度的腐蚀现象，从不锈钢、钛菌作用很早就被广泛认可。铜离子对心血管系统具有重及钛合金、钴基合金等金属材料的极缓慢腐蚀，

5、到目前要的作用，不仅可以抑制血栓的形成，还能抑制动脉平热点研究的镁基金属的快速腐蚀直至完全降解吸收。因滑肌的过度增殖、变性等病变，并且能够促进血管内皮此就可以利用医用金属材料在人体环境中不可避免发生再生。近期有医学研究表明，无论是在体外还是在动物腐蚀的特性，通过特定的合金化设计和制备，在现有医体内，CuSO溶液中的铜离子均能明显地促进骨胶原用金属材料中添加某种具有生物医学功能的特定金属元的沉积。由于骨胶原能促进钙、磷等无机物质在骨上的素，利用金属在体内发生腐蚀而造成的这种特定金属元沉积，因而能起到修复骨组织、促进骨再生

6、、改善骨质素的持续释放现象，在满足生物安全性的前提下，在实疏松症状等有益作用。此外，还有医学研究发现，微量现植入金属力学支撑作用的同时，额外发挥这一特定金铜离子可促进人体组织中的血管化过程，这对人体组织属元素的生物医学功能，进而赋予医用金属材料特定的的修复过程具有至关重要的作用。结构／生物医学功能一体化特性。这是一个极富挑战性含铜不锈钢研究开发杨柯领导的研究团队近年来的创新设想，具有重要的临床应用价值，国际上还未见研究开发出的系列含铜抗菌不锈钢为上述尝试奠定了材有人提出相同的思想及相关的研究报道!实现医用金属料基础。所

7、谓含铜不锈钢，是指在现有医用不锈钢