生物医用镁合金研究的文献统计分析

第一作者:李 霄

2013-08-14 点击量:660   我要说

李霄        吴宏流    张绍翔      赵常利     张小农

近年来,关于镁及镁合金用作可降解医用植入器械材料的研究发展迅猛,已经成为世界范围内新型生物材料研究的热点之一。

早在二十世纪三四十年代,镁合金作为可降解骨折内固定材料就已经受到关注,但由于当时冶金技术的限制,镁合金的杂质太多,制作的螺钉和骨板降解过快而被放弃[1]。近年来随着冶金技术的发展,镁合金纯净度大大提高,耐蚀性得到改善,又重新引起了研究人员的兴趣,尤其是进入21世纪以来,医用镁合金的研究更是取得了突飞猛进的成果。

相较于传统的不锈钢、钛合金等永久植入材料而言,镁金属能够在体内降解吸收,避免了由于植入物长期存在所引发的炎症、血栓等并发症[2~4]。镁离子是人体新陈代谢的必需元素[5],能够促进骨组织愈合[6]。镁合金的密度、弹性模量等物理和力学性能指标与人骨十分接近,作为骨内固定、骨缺损修复等骨科植入器械材料能够很好的消除应力遮挡效应[7],避免由于力学性能差异过大导致新生骨组织无法受激生长等问题。

医用镁金属及其植入器械应用的研究目前仍处于早期阶段,研究发现限制镁金属作为植入器械应用的主要问题是由于其腐蚀降解速率过快,植入器械在组织愈合前就可能失去机械完整性,因此调控镁合金的腐蚀降解速率使之与组织生长速率匹配成为了当前研究的重要方向。镁合金的腐蚀降解速率受到合金成分、微观组织结构、腐蚀环境介质以及载荷应力条件的影响[8~13],通过表面改性提高镁金属的耐腐蚀性的研究也被重视。通过热处理和碱热处理、微弧氧化、等离子喷涂,镁合金表面可以制备出比较致密的陶瓷化涂层,在模拟体液中的降解速率明显降低;电沉积氟取代羟基磷灰石(FHA)、二水磷酸氢钙(DCPD)或者二水磷酸氢钙-聚己内酯(DCPD-PCL)复合涂层可有效延迟镁合金的腐蚀速率,并提高材料表面生物活性等[14~17]

对于科研工作者而言,经常需要通过检索相关文献来获取自己研究领域的研究进展,并确定自己的研究方向。因此文献的数量与质量可以大体反应出某一研究领域的概貌,而专利的数量则表征了理论研究转化为实际应用的情况。我们可以通过分析文献每年的变化趋势来获知该领域的发展方向,分析文献的国家地区分布了解各国对于该研究领域的重视情况等。

本文通过对医用镁合金的论文、专利等文献资料的计量学分析,即通过文献检索、计量统计的研究方法,表征在特定主题、领域、机构、国家等文章和专利的分布情况[18],尤其是在各个不同应用方向如骨科、心血管科等的统计,描绘出医用镁合金的研究概况,为相关科研工作者提供参考借鉴。

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