可降解医用金属材料具有良好的力学性能、可降解和吸收特性、良好生物相容性等优势,因此可降解医用金属越来越受到植介入医疗器械等领域的重点关注。然而,可降解金属材料的合金化元素设计是其生物安全性的基础,同时其成分设计影响加工、力学及降解性能,成为制约其临床应用的关键因素之一。基于生物安全性基础,本实验室开发肌骨系统使用的镁-锶系合金。基于镁合金塑性较差的缺点,通过微量稀土元素显著改善镁合金的塑性加工、力学性能和降解性能,降解过程中锶、钙和稀土元素的协同释放对细胞、骨组织无不良影响,可促进成骨细胞增殖及新骨形成。

不同可降解金属的应力腐蚀行为
可降解金属植入性器械只需在初期提供力学支撑,组织改重建后即可逐渐降解和吸收,因此其降解性能至关重要。植入性器械在体内处于复杂应力环境,如血管支架放置时塑性变形导致的残余应力,心跳时的周期性牵张、血流冲刷等。虽然前期研究表明镁合金应力腐蚀敏感,应力显著影响其腐蚀降解、断裂失效以及生物相容性。但针对锌和铁两种可降解金属材料在应力环境中的腐蚀降解还缺乏系统研究。本实验室开展三种可降解金属镁、锌和铁的应力腐蚀研究,揭示应力对可降解镁、锌和铁的体内外降解的影响,绘制其应力水平-降解性能-组织修复的三维图谱,为可降解金属基植入性器械的构型设计及因公提供基础。