??德國科學(xué)家正在研制一種由鎂制成的小型植入物和螺釘,具有足夠的機(jī)械穩(wěn)定性,并在人體內(nèi)的降解程度可控,不會導(dǎo)致人體組織損傷。 ??在骨頭破裂的地方,醫(yī)生通常會用植入物來固定骨頭碎片,而選擇哪種植入物需要慎重考慮。鈦或鋼制螺釘和固定板在機(jī)械、化學(xué)性能上非常穩(wěn)定,但如果要拆卸就必須再次手術(shù);有機(jī)材料植入物,則可能會慢慢溶解,還存在強(qiáng)度不足、溶解物對人體有害等缺點(diǎn)。 ??針對這一難題,德國聯(lián)邦材料測試研究所利用鎂開發(fā)出功能表面最佳的合金板和矯形螺釘。這種鎂植入物尤其適用于骨骼迅速增長的兒童,生物降解的螺釘不會影響孩子的骨骼生長,可以免去二次手術(shù),降低感染風(fēng)險并節(jié)省成本。 ??研究人員艾利·布魯尼克說:“鎂合金植入物不僅具有生物相容性,而且在最初的脆弱愈合階段具有與骨骼相似的機(jī)械性能,因此比鈦更合適?!?/p> ??在某些情況下,鎂合金在降解過程中可能會產(chǎn)生氫,甚至在患者皮膚下形成氣泡。如果形成的氫多于人體可以立即清除的量,那么脆弱骨骼的愈合過程就會受到干擾。 ??要開發(fā)新的植入物,人體組織液至關(guān)重要。但組織液的酸度比血液的酸度變化復(fù)雜得多。根據(jù)身體部位和組織狀況,不同的部位和組織會影響所插入的螺釘。 ??為了對人體生物腐蝕的進(jìn)展做出現(xiàn)實(shí)的預(yù)測,布魯尼克開發(fā)了模擬人體PH調(diào)節(jié)的實(shí)驗(yàn)分析儀和流通池。在一個由10個流通池組成的電池組中,將鎂合金樣品浸泡在人造組織液中,并使組織液以在人體相同的速度流動。 ??研究人員模擬分析了人體在現(xiàn)實(shí)條件下的生物腐蝕,以獲取鎂和其他生物相容性元素的最佳合金比例,以及可吸收的鎂螺釘新的表面功能,使植入物在人體內(nèi)進(jìn)行緩慢、受控的降解,不會形成氣泡。布魯尼克解釋說,根據(jù)組織的酸度,反應(yīng)會有所不同。在弱酸性環(huán)境中,鎂腐蝕過程中會形成大量氫氣;而在堿性環(huán)境,會形成含碳酸鹽產(chǎn)物阻止降解。 ??布魯尼克說:“流通池是一個很小實(shí)驗(yàn)室,可模擬現(xiàn)實(shí)生活中生物腐蝕的現(xiàn)實(shí)?!毕乱徊綄⑽⑿蛯?shí)驗(yàn)室中的合金樣品與活細(xì)胞放在一起,以更詳細(xì)地模擬人體內(nèi)的腐蝕過程。(記者顧鋼) ??總編輯圈點(diǎn) ??無論是醫(yī)學(xué),還是航空航天,抑或是信息科技,在我們能夠想到的科技領(lǐng)域中,材料都扮演著極其重要的角色。材料的強(qiáng)度、柔韌度、耐腐蝕性、電子遷移率、比表面積等等各種物理、化學(xué)、電學(xué)性質(zhì),默默影響著最終產(chǎn)品性能的實(shí)現(xiàn)或發(fā)揮,甚至起著決定勝負(fù)的作用。這也是為什么很多科學(xué)家在孜孜不倦地尋找更多新型材料,因?yàn)樾碌牟牧闲阅?,意味著全新的可能,為新技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供了嶄新舞臺。 |
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