革命性的生物医用金属材料(RMB) ...分享 http://blog.sciencenet.cn/u/郑玉峰 从事新型生物医用金属材料(镁基、铁基、钛基、BMG、纳米晶)研究

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Materials Science & Engineering R: Reports可降解金属最新文章

已有 5815 次阅读 2014-3-7 11:08 |系统分类:论文交流

今天我们的文章Y.F. Zheng, X.N. Gu and F. Witte, BiodegradableMetals, Materials Science & Engineering R: Reports, 77 (2014) 1-34正式刊出(点击http://lbmd.coe.pku.edu.cn/publication.htm下载全文),按说一般刊物在接收发表就在线面对读者了,我这篇绝了,姗姗来迟,居然没有提前一天能在线无页码的与读者见面

 

言归正传吧,说说写这篇文章的意义,陆续的在各个刊物上关于可降解镁合金和可降解铁的综述文章可以看到,但还没有一个能在高影响因子的综述类杂志,以更高的学术高度来综合概述,并对这个研究方向有引领作用的文章。我就想做这件事。所以我们的文章的题目霸气地简单,就 Biodegradable Metals这两个字。

 

综述文章现在被逐渐不能做为科研代表作,而是好的研究型论文成为科学家们追寻的首要目标,我完全赞同。所以我写综述的初衷不是为了发表而发表,尤其不想搞成那种N个文章的摘要的罗列版,而是要提炼升华,撰写期间我对自己提的要求就是图表一定都是经过思考提炼加工后全新的。这篇文章不容易,花了2年多的时间,才得以和大家见面,期间最难的是一审送出去之后被审稿人提了N个问题,以至于2013年我和雪楠、Frank花了几个月时间才修改+写好答复,当然我们还主动把2013年的最新文献尽可能的也再加到正文中。

 

具体解读下我们的文章,做个导读:

 

贡献(1)终于在国际上第一次给biodegradablemetals 给出了一个正式定义,我们可降解金属国际会议开了5届啦,但什么是可降解金属,它的内涵是什么?从来没定义过。BMs are metals expected to corrode gradually in vivo,with an appropriate host response elicited by released corrosion products, thendissolve completely upon fulfilling the mission to assist with tissue healingwith no implant residues。(可降解金属是指能够在体内逐渐被体液腐蚀降解的一类医用金属,它们所释放的腐蚀产物给机体带来恰当的宿主反应,当协助机体完成组织修复使命之后将全部溶解不残留任何植入物。),这个定义我和Frank 2012年在成都世界生物材料大会的时候坐在一起咬文嚼字的产物,因为没法从材料的属性上来具体描述,但至少把其精髓说清楚了,就有点像现在关于Biomaterials的定义,A biomaterial is a substance that has been engineered to take a form which,alone or as part of a complex system, is used to direct, by control ofinteractions with components of living systems, the course of any therapeuticor diagnostic procedure, in human or veterinary medicine. DavidF. Williams(Biomaterials 30(30):5897-5909) ,在过去的30年里面关于biomaterials的定义有不同的版本,与时俱进。我们就是可降解金属的定义的Version 1.0,抛砖引玉,各位对定义可以进一步修正。

 

贡献(2)在文章的撰写过程中,我们努力去挖掘了镁合金从材料到器械的研制过程中,需要遇到的材料加工问题,从原材料到材料半成品再到材料加工成器械,到器械的设计到器械消毒处理到器械的评价,关于这方面的文献还很少,现在的研究多集中在新材料的材料体系设计,重点在合金成分设计,但实际上对应用而言,最重要的是加工制备成器械,好比材料角度,假使我们不再研发新材料,比如就用纯镁,它的降解特性和生物学效应是最简单的,但你需要有先能加工成镁丝、镁管,才能编织、切割制造出各种医疗器械来,但现在关于医用镁的加工制备工艺研究来说,还很匮乏,少的可怜的信息多是工程用镁合金的,对各种各样新开发的镁合金其加工性能如何?还没有什么报道。这方面就是新的阵地,一个有眼光的科学家把目光调整到这块方向,会更有收获,起码与现在铺天盖地的镁合金表面改性文章相比,这样更接近实际应用的文章会更得到大家的认可,工作也会得到尊重。相信看完我们的文章就会有很多新的火花—好的idea产生。

 

贡献(3)关于未来发展的思考,我提了3点:Fullyusage of biodegradation products: Mg+ ion, OH-  ion, H2 , etc.Movetowards “multi-functions” and “composite” Develop towards thebioactive “third-generation biomedical materials”第一点关于如何利用好降解产物,类似于变废为宝,而不是提到降解产物就头痛,如何能够转运清除甚至有效的利用这些降解产物将是最核心的问题;第二点就是朝生物功能化和生物复合化发展,这是可降解金属发展的必然趋势,比如目前镁合金已经能功能化后实现抗菌、增强骨形成能力,抗骨质疏松等功能,未来可降解金属与可降解陶瓷和可降解高分子的复合材料也会大有作为;第三点,我们医用金属材料通常被定义为第一代生物材料,这次可降解金属终于可以拔高金属的地位,我们有理由相信在未来可降解金属可以作为具有生物活性的第三代生物材料被临床使用。

 

贡献(4)我们贡献了其他领域的一些新奇东西,希望对大家有启迪,比如iron nanowires (Fe NWs, 50 nm in diameter)是否未来可以作为生物复合材料的添加物?比如Mginterconnect and Mg electrode had been fabricated as the newconcept implantabletransient electronic device

 

需要披露的是,我们舍弃了一些东西,有些我们提到的,有些你在文章中看不到的,这里强调一下,我们认为可降解金属应该是the major component of BMshould be essential metallic elements that can be metabolized by the humanbody, and demonstrate appropriate degradation rates and modes in the humanbody.所以我们在文章中强调“Mg–Al-based alloys are not recommendedcandidates for biomedical applications in humans.”,你所看不到的是我们在文献选择上去除了那些涂层是不可降解的表面改性结果,因为我们认为既然是可降解金属,不应该给它做一个不可降解的涂层,这个从医学应用上根本上是不接受的。

 

总之,如我在摘要中写的最后一句话:BMbelongs to ‘‘bioactive’’ biomaterials and its future research and developmentdirection should lean towards ‘‘third-generation biomedical materials’’ with‘‘multifunctional capabilities’’ in a controllable manner to benefit the localtissue reconstruction.

 

最后,致谢!致谢我的学生们,他们给我最具体的支持(比如我最痛苦就是不会用endnote 插文献到正文,飞宇就不停的帮我更新),尤其是雪楠,在文章的2年诞生过程中她经历毕业新参加工作怀孕生孩子带孩子,还得腾出时间来写文章,给师弟师妹们树立了标杆榜样。感谢Frank Witte接受我的邀请作为共同作者,现在还清晰记得我们3个作者在我办公室把投影打到墙上,一条一条的讨论框架的情景。以及我们在skype上的讨论,在dropbox上的进展更新。地域的距离现在e时代倒是很容易克服。Frank因为是医学背景,这篇文章又是在材料科学与工程刊物发表,我很幸福地主导了这个文章的构建,但没有他的参与,就没有文章的润色与提升。还要致谢我的各位好朋友和国内同行,在下面这张封面图片上有杨柯老师的骨钉骨板,李莉老师的心血管支架,张小农老师的肩部固定锚与脊柱cage,储成林老师的镁合金丝材,编织支架和吻合钉,我尽可能地收集了国内同行的器械样品,以展国威。

 

 




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