综述：工程化镁基金属玻璃在生物医学应用中的性能增强

这篇综述系统探讨了镁基金属玻璃（MMGs）在生物医学领域的突破性进展，重点解析了其合成策略（如快速凝固技术）、性能优化（腐蚀抗性、机械强度、生物相容性）及临床应用（可降解骨科植入物、组织工程支架、微机器人）。通过对比传统镁合金，揭示了MMGs无晶界缺陷结构对提升降解可控性和力学稳定性的关键作用，为未来临床转化面临的挑战（如大规模制备、长期生物效应）提供了研究方向。

　　

摘要

镁基金属玻璃（MMGs）作为可降解生物材料的新星，正颠覆传统金属植入物的局限。其无序原子结构赋予卓越的腐蚀抗性和强度-重量比，同时避免了晶态镁合金因晶界导致的快速降解问题。通过调控合金成分（如添加Zr、Ca）和冷却速率（>10³ K/s），MMGs的玻璃形成能力（GFA）显著提升，为制造无缺陷植入物奠定基础。

引言

传统钴铬合金植入物因腐蚀碎屑引发骨溶解和炎症，而镁合金的降解产物Mg²⁺反而促进骨再生。但结晶镁的降解速率过快（生理环境下<1个月），MMGs通过非晶结构将降解周期延长至3-6个月，完美匹配骨愈合周期。

合成策略

急冷甩带法可制备毫米级MMG薄带，而磁控溅射技术实现纳米级涂层。最新激光3D打印突破了大尺寸MMG构件（>10 cm）的成型瓶颈，但孔隙率控制仍是难点。

性能突破

• 机械性能：MMGs的压缩强度达800-1200 MPa，远超传统镁合金（200-300 MPa）。
• 生物效应：含Sr的MMGs能刺激成骨细胞增殖，其抗菌率比316L不锈钢高40%。

应用前沿

• 心血管支架：Zn-MMG支架在血流剪切力下保持6个月结构完整性。
• 微机器人：Fe基MMG微型抓取器在磁场操控下实现靶向药物递送。

挑战与展望

当前MMGs的临床转化受限于：

1. 降解速率与组织再生时序的精准匹配；
2. 大尺寸构件中非晶相稳定性控制；
3. 长期植入后Mg²⁺局部浓度对神经细胞的潜在影响。未来需开发多尺度模拟算法以优化成分-性能关系。