骨用Mg-4 Zn-xNd合金微觀組織與生物力學性能影響研究

臧志海 天津市東麗區東麗醫院骨科 （天津 300300）

內容提要： 本文研究了Nd對骨用Mg-4 Zn合金微觀組織和生物力學性能的影響，研究結果表明：鑄態Mg-4Zn合金基體上分布著亮白的團狀和條狀組織，尺寸在5～20μm之間，該組織為Mg元素和Zn元素的共晶組織；添加0.5Nd后，在合金的枝間和晶界凝固析出含Mg、Zn和Nd元素的條狀和團狀共晶組織，隨著Nd含量增加，共晶組織的體積分數明顯增加，并最終呈網狀分布；Mg-4Zn合金二次樹枝晶間距在10μm～100μm之間波動，當Mg-4Zn合金添加0.5%Nd后，合金的二次枝晶間距有所降低，合金的強度和延伸率也有所提高，當Nd添加量為1.0%時，二次枝晶間距降低至10～20μm，強度和延伸率達到最高值。

金屬鎂生物相容性好，彈性模量與人骨相近，并具有可降解的優勢，成為醫用材料研究熱點。骨用鎂合金強韌性提高具有重要意義，因為在相同承載的條件下，提高鎂合金的強韌性可以提高鎂合金降解過程中的安全性，減輕大量鎂離子溶解對人體帶來的負擔。研究者在此方面進行了大量研究，通過合金化不僅能夠提高骨用鎂合金的生物力學性能，同時耐腐蝕性能也會改善。有研究者將AZ31和WE43鎂合金的作為骨折內骨定材料進行植入研究，證明了鎂合金作為植入材料的可行性[1]；之后，針對這些牌號合金存在的問題，開發了新型醫用鎂合金材料，鄭玉峰課題組研發了Mg-Ca和Mg-Zn-Ca系列合金，發現該系合金具有良好的力學性能[2]；L. P . Xu等的研究結果證實Mg-Mn-Zn合金具有非常好的骨組織相容性和骨組織誘導生長特性[3]。……