人生中的第一節(jié)化學(xué)課,老師做了鎂條燃燒的實(shí)驗(yàn)。那刺眼的光芒,看過一次便深深的記住了它。在那之前熟悉的金屬只有金銀銅鐵,感覺其它的金屬距離我們的日常生活很遙遠(yuǎn),然而它就在那,在面前燃燒著。其實(shí),鎂及其合金在我們?nèi)粘I钪型ΤR姟F┤绫挥米飨鄼C(jī)閃光燈的鎂光燈,為了減重而采用的鋁鎂合金車身,還有相機(jī)采用的鎂合金骨架等。鎂合金還有一個(gè)很重要也很有前景的用途,它可以用于醫(yī)療方面。 鎂合金作為一種金屬材料,主要被利用在人造骨骼上。而應(yīng)用這種材料的主要目的是輔助骨傷愈合,而不是取代人骨,畢竟骨髓是無法被取代的。簡單來說,鎂合金在骨折處替代骨組織,其表面粗糙有助于骨細(xì)胞和骨骼肌細(xì)胞附著,隨著鎂合金逐漸被腐蝕,骨組織和骨骼肌組織也逐漸生長成熟。直至完全愈合,鎂骨骼徹底降解。所以鎂合金這種金屬材料也被稱為可降解金屬材料。鎂合金的一些性質(zhì)決定了其具有更優(yōu)于鈦合金的降解性和生物相容性。 中學(xué)化學(xué)中便學(xué)到過鎂與水的反應(yīng),金屬鎂與水反應(yīng)會(huì)生成弱堿(中強(qiáng)堿)氫氧化鎂和氫氣。由于鎂比較活潑,與水反應(yīng)相對(duì)較快。所以純的金屬鎂作為替代骨骼顯然是不合適的。所以經(jīng)過一定比例摻雜之后制成鎂合金,控制其降解速率,才能植入骨骼中或作為支架。其實(shí)在人體內(nèi)復(fù)雜的化學(xué)環(huán)境下,即使大量氯離子的存在會(huì)加速鎂的溶解,但血液中的含有磷元素的酸根離子,碳酸根離子和硫酸根離子也會(huì)與溶解的鎂離子結(jié)合形成難容沉淀附著于合金表面,由于鎂合金的結(jié)構(gòu)疏松,一些蛋白質(zhì)附著于其上也會(huì)阻礙鎂合金的腐蝕。所以即使鎂很活潑,也能作為人造骨骼直至骨頭完全愈合才消耗殆盡。這么來看,采用鎂合金還因?yàn)槠溆斜瘸S米魅嗽旃趋廊嗽礻P(guān)節(jié)的高分子材料更好的強(qiáng)度,比陶瓷有更佳的韌性。 鎂合金具有更好的生物相容性。它的溶解不會(huì)產(chǎn)生有毒的重金屬離子,作為人體中含量第四的金屬離子(鈉離子、鉀離子和鈣離子),幾乎參與人體的所有代謝過程,是人體不可或缺的元素。鎂是常量元素,不是微量元素。只要控制其溶解速率不超過人體代謝極限,那么過量的鎂元素便會(huì)通過正常的代謝過程排出體外,不會(huì)對(duì)人體造成任何傷害。相反,在飲食結(jié)構(gòu)中缺少鎂元素時(shí),還可以為患者補(bǔ)充鎂元素。鎂和鈣元素同處一族,過量時(shí)會(huì)有類似的不良反應(yīng),增加結(jié)石概率,血鎂含量過高還會(huì)導(dǎo)致肌肉麻痹,呼吸困難等。 富含鎂的食物 鎂離子的存在還可以加速骨細(xì)胞和骨骼肌細(xì)胞的生長,故將其作為人造骨骼可謂是相當(dāng)精明的做法。此外,鎂離子還可以減少血液中膽固醇含量,防止動(dòng)脈硬化,高血壓和心肌梗死。故其還被用來做血管支架。血管問題緩解后支架還能自動(dòng)分解,真是藥到病除,不留痕跡。早在2005年,便有醫(yī)生做早產(chǎn)嬰兒手術(shù)時(shí)植入肺動(dòng)脈支架,之后嬰兒除了血鎂含量略高外,無任何其他不良反應(yīng)。這也印證了鎂合金良好的可降解性。 雖然鎂合金作為人造骨或血管支架有著許許多多的優(yōu)勢,但畢竟患者的身體內(nèi)環(huán)境因人而異。不是每個(gè)骨折或血管病患者不患有其他的病癥,他們體液的化學(xué)環(huán)境不盡相同,且新陳代謝速率也不盡相同。可能同樣的鎂合金在不同患者體內(nèi)效果天差地別。鎂的很多鹽很容易沉淀,如果內(nèi)環(huán)境中易成難溶性鹽的酸根離子多,那很可能造成難溶性鹽堆積而引發(fā)結(jié)石或血栓,后果很嚴(yán)重。其次,鎂在被腐蝕過程中產(chǎn)生氫氣,且對(duì)酸堿度影響較大,對(duì)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是個(gè)威脅。氫氣若無法即使排出,堆積起來對(duì)人體也有很嚴(yán)重的傷害。因人而異控制量卻又太過復(fù)雜,成本過高,所以,在采用鎂合金骨骼或支架前,對(duì)人體情況進(jìn)行相應(yīng)的檢測,像藥品一樣依據(jù)不同種類人群制定幾種不同的‘配方’,也許會(huì)讓這種‘藥’更易被市場所接納。也更加安全可靠。???? |
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