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这篇综述聚焦于可生物降解镁合金在骨科应用。阐述了镁合金（Mg alloys）的优势与降解过快的挑战，探讨通过调整合金元素比例、加工策略等提升其力学和腐蚀性能，还介绍了如激光粉末床熔融（LPBF）等新技术，内容全面且具参考价值。
可生物降解镁合金在骨科应用中的优势与挑战
近年来，镁合金（Mg alloys）作为生物材料在骨科应用中备受关注。与钴铬合金、不锈钢和钛合金等传统植入物不同，Mg 合金具有出色的生物可降解性和生物相容性。这一特性使得患者在骨愈合后无需进行二次手术取出植入物，极大地减轻了患者的痛苦。同时，Mg 合金还能有效解决其他材料常见的应力屏蔽问题，为骨骼健康恢复创造良好条件。
然而，Mg 合金在生理条件下快速降解的特性也带来了诸多挑战。其快速降解会导致机械强度下降，在骨愈合过程中难以持续提供足够的支撑，影响骨骼的正常恢复。降解过程还会引发组织碱化以及氢气气泡的产生，这些都不利于骨组织的恢复，限制了 Mg 合金在骨科领域的广泛应用。快速降解还会加速腐蚀，破坏材料的机械完整性，降低其承载能力。
通过合金化等策略提升镁合金性能
为了解决 Mg 合金快速降解的问题，众多研究围绕力学和腐蚀性能展开。其中一个重要方向是通过合金化元素、加工路线和其他策略来改变 Mg 合金的生物医学性能。例如，将纯镁与营养材料混合，并使用羟基磷灰石进行增强，目的是使 Mg 合金的腐蚀速率与骨组织的愈合速率相匹配。
调整合金元素的百分比对 Mg 合金性能影响显著。营养元素在其中扮演着关键角色，不同的营养元素添加量会改变 Mg 合金的微观结构和性能。二元和三元合金体系也备受关注，通过合理设计合金成分，可以优化 Mg 合金的力学性能和耐腐蚀性。在生理条件下，这些合金的表现与纯镁有很大差异，能更好地满足骨科植入物的需求。
羟基磷灰石复合材料的加入为提升 Mg 合金性能提供了新途径。羟基磷灰石具有良好的生物相容性和骨传导性，与 Mg 合金复合后，不仅可以增强 Mg 合金的机械性能，还能在一定程度上调控其降解速率，促进骨组织的生长和修复。
新兴技术助力镁合金性能提升
新兴技术如激光粉末床熔融（LPBF）在改善 Mg 合金性能方面展现出巨大潜力。LPBF 技术可以精确控制 Mg 合金的微观结构和成分分布，制备出具有独特性能的 Mg 合金植入物。通过该技术，可以实现更复杂的几何形状设计，满足不同骨科手术的个性化需求。LPBF 技术还能提高 Mg 合金的致密度和均匀性，进一步提升其力学性能和耐腐蚀性。
在骨科应用中，可生物降解镁合金具有广阔的发展前景，但目前面临的降解速率控制等挑战仍需进一步研究解决。通过不断优化合金元素、加工策略以及引入新兴技术，有望开发出性能更优异的 Mg 合金植入物，为骨科疾病的治疗带来新的突破，为患者提供更好的治疗方案和康复效果。
