As a new class of metal materials, magnesium will have promising application in the field of biomedical field such as orthopedic implants and bone tissue engineering scaffolds, and has become hot topics for researchers in the fields of material, biology and medical science in recent years. However, the in vivo metabolism studies of magnesium metal as orthopedic implants are still not comprehensive currently. There are also no unified conclusions about the metabolic mechanism of magnesium, which brings real obstacles for its clinical applications. Therefore, for a better development and clinical applications of magnesium and its alloys in the future, researchers should have to under-stand the metabolic fate, pattern and metabolic mechanism of degradation products more clearly. In this study, we intend to combine isotope tracer technique with Mg screw implantion experiment, and realize the tracking of Mg mebabolic fate system in vivo. In addition, we will try to obtain the metabolic pathways of magnesium involved in the whole body system, as well as accumulations of metabolites through an in-depth systematical study of the specific accumulation regions and excretory pathway of the products degradated by magnesium implants. Based on this, we can estimate the feasibility of magnesium applied in the human body as biodegradable implant materials, promoting the researches of degradable magnesium metal and providing the experimental basis for its clinical applications.
镁金属作为一类新型医用金属材料,在骨科植入物和骨组织工程支架等生物医用领域中具有广阔的应用前景,是近年来材料、生物和医学科研工作者的研究热点。然而,目前国内外对镁金属做为骨科植入物在体内代谢方面的研究尚不完善,代谢机理暂无定论,为其真正应用于临床带来障碍。因此,镁及其合金产生的降解产物在体内的代谢去向、代谢方式及代谢机理研究是镁金属在未来发展和临床应用中必须深入了解的问题。本课题拟采用同位素镁螺钉动物体内骨植入实验,实现内源镁与外源镁的区分,同时示踪外源Mg元素在动物体内的代谢去向,系统深入研究镁金属植入物的降解产物在体内的具体储积部位和排泄方式,以及镁元素在体内所参与的代谢途径及对机体周身的影响,分析可降解镁金属应用于人体植入材料的可行性,对于推进可降解镁基金属材料的研究发展和临床应用将会具有重要的科学指导意义。
可降解镁金属是当前医学和材料学研究的热点,作为一类新型医用金属材料,在骨科植入物和骨组织工程支架等生物医用领域中具有广阔的应用前景。然而,目前国内外对镁金属做为骨科植入物在体内代谢的研究尚不完善,为其应用于临床带来障碍。因此,镁及其合金产生的降解产物在体内的代谢去向、代谢方式及代谢机理研究是镁金属在未来发展和临床应用中必须深入了解的问题。课题计划采用镁及合金动物体内骨植入实验,系统研究镁金属植入物的降解产物在体内的排泄方式,以及镁元素在体内所参与的代谢途径及对机体周身的影响,分析可降解镁金属应用于人体植入材料的可行性,对于推进可降解镁基金属材料的研究发展和临床应用将会具有重要的科学指导意义。本项目按期完成了项目计划的内容,从镁螺钉的制备、体外成骨细胞相容性、溶血性、促进成骨分化的性能和分子生物学机理、体内骨诱导性和代谢规律进行了由浅入深的研究。通过合金元素的添加、表面改性等技术开发了一系列耐腐蚀性能良好的、生物安全的且具有促进不同类型骨缺损修复的镁及合金材料,从小动物(裸鼠)至大动物(山羊)水平观察分析了镁合金植入体内不同部位(皮下、骨组织)后的代谢途径及机理。课题执行期间发表SCI论文11篇,受理国家发明专利一项,培养材料学硕士研究生一名,骨外科硕士研究生两名。
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数据更新时间:2023-05-31
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