鄭玉峰教授課題組在可降解金屬方面取得新進展

時間：2015-07-12 10:30  作者📸🧦：  來源：工學院

Scientific Reports最近刊發了意昂体育3平台工學院材料科學與工程系鄭玉峰教授課題組的研究論文“Development of biodegradable Zn-1X binary alloys with nutrient alloying elements Mg, Ca and Sr”，報道了他們在新型可降解金屬材料方面取得的最新研究進展。

進入21世紀，可降解金屬(Biodegradable Metals)由於其獨特的體內可降解、無需二次手術取出等特性成為生物材料領域的研究熱點🕧，在歐美被譽為一類革命性的金屬生物材料（Revolutionized metallic biomaterial）。然而，前期大量研究表明⛑，可降解鎂合金降解速度過快，而可降解鐵降解速度過慢🪱。

為解決此問題，鄭玉峰教授課題組提出以鋅為基的新型可降解金屬材料設計思路♗：基於元素鋅的化學活性介於鎂和鐵之間（Mg的標準電極電位為-2.37V🎮、Fe的標準電極電位為-0.440V，而Zn的標準電極電位為-0.763V），可以初步推斷鋅的降解速率慢於鎂而快於鐵；更重要的是，鋅也是人體內必不可少的與成骨相關的生命必需營養元素，植入人體的安全性有保障🧔‍♂️。同時👨‍👨‍👧‍👧🏄，研究人員註意到🙍🏽‍♂️，純鋅存在質軟、性脆🥖、力學強度低等不足，因此巧妙地通過添加人體必需營養元素Mg、Ca和Sr元素🩲，設計和開發出新型可降解鋅基合金🙍，並通過加工變形處理💆🏿‍♂️，改善其力學性能和脆性。在本文工作中📰🚒，上述設想得到證實，相關的研究結果表明：Zn-1X(Mg、Ca或Sr)合金能夠顯著改善純鋅的力學強度和生物相容性🤤， Zn-1X(Mg、Ca或Sr)植入物能夠在動物骨內緩慢降解，並提供早期力學支撐👨🏽‍🚒，降解產物還能有效促進新骨生成🕣。

近年來，鄭玉峰教授課題組在可降解金屬的研究工作上形成了一定的國際影響力，有7篇論文入選ESI高被引論文[Biomaterials 29 (2008) 1329-1344（被引444次）🩸；Biomaterials 30 (2009) 484-498（被引349次）；Biomaterials 31 (2010) 1093-1103（被引118次）🧑‍⚕️；Acta Biomater 7 (2011) 1880-1889（被引111次）🏇；Mater Sci Eng R 77 (2014) 1-34（被引56次）🦹🏼‍♂️；Acta Biomater 10 (2014) 544-556（被引17次）；Corros Sci 79 (2014) 69-82（被引16次）]。2011年起，鄭玉峰教授連續受邀擔任第三到第七屆可降解金屬國際會議大會四位主席之一，博士生顧雪楠的學位論文“鎂基材料的體液降解與生物相容性研究”入選2013 年全國優秀博士學位論文。

該研究得到國家973計劃、國家傑出青年科學基金🚴🏻‍♀️、國家自然科學基金重點項目、國家自然科學基金面上項目、國家自然科學基金委員會(NSFC)與香港研究資助局(RGC)聯合科研資助基金等的大力支持👨🏼‍⚖️。文章第一作者為李華芳博士（2014年材料系畢業）🔲，合作者為香港中文大學秦嶺教授課題組。