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近期,东南大学苏州医械院薛烽教授和白晶副教授领衔的可降解生物材料团队在中国领军期刊《Journal of Magnesium & Alloys》(IF: 10.088)期刊发表题为“3D-cubic interconnected porous Mg-based scaffolds for bone repair”的研究论文入选为封面论文。该论文第一作者是董强胜博士,通讯作者是白晶副教授。
骨修复生物材料已经从第一代“惰性生物材料”、第二代“生物活性、可降解材料”发展到第三代“以组织工程为基础的生物材料”。近年来,骨组织工程作为一门跨学科交叉前沿学科,在骨再生方面有着广阔的应用前景。骨组织工程是研究和开发用于替代、修复或改善骨损伤的新兴技术领域。理想的骨组织工程支架材料应具有以下特征:(1)三维多孔,相互连通网状孔结构比表面积大,有利于细胞生长和营养及代谢产物运输;(2)具有良好的生物相容性,促进细胞黏附、增殖和分化及组织重构;(3)具有良好的生物力学相容性,其力学性能与所修复组织相匹配;(4)可生物降解,其降解速率应能与新组织生长相适配。骨组织工程支架构型的合理设计是实现大限度匹配人骨、充分发挥其功能服役特性的关键问题。
作者采用负压渗流铸造法制备了三维立方连通多孔镁合金材料,并通过体外实验和通用单胞法理论揭示了三维立方多孔镁合金支架的构效关系,为骨修复用多孔镁合金支架的设计提供了新思路。研究结果表明,制备的多孔Mg-xZn-0.3Ca材料具有良好的力学性能,压缩屈服强度和压缩模量分别为3.0-5.9 MPa和0.24-0.39 GPa,满足松质骨修复的力学强度要求。由于锌合金化和较高的孔比表面积,其在Hank’s缓冲溶液中降解较快,需要进一步表面改性处理。总的来说,该三维立方连通多孔镁合金能够为新骨组织提供足够的生长空间和力学支撑,有望应用于骨组织工程领域。
薛烽教授和白晶副教授团队长期致力于高性能镁合金材料的研发,在汽车用耐热镁合金、高强韧变形镁合金、生物医用镁合金等领域均取得了一些特色创新成果,他们在东南大学苏州医疗器械研究院组建了生物医用材料中心,着重在未来生物医药行业的战略材性材料领域进行了布局。目前产品包括医用镁合金和锌合金丝、管、箔、带、纤维、泡沫等可降解金属及其复合材料,并已研发出成熟的吻合钉、缝合线、管腔支架、组织工程支架等植入产品的制备工艺。
原文信息:
Dong Qiangsheng, Li Yang, Jiang Huiqin, Zhou Xingxing, Liu Huan, Lu Mengmeng, Chu Chenglin, Xue Feng, and Bai Jing, 3D-cubic interconnected porous Mg-based scaffolds for bone repair. Journal of Magnesium and Alloys, 2021. 9(4): p. 1329-1338.
https://doi.org/10.1016/j.jma.2020.05.022
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