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中国镁合金医用3D打印材料技术已走向世界顶端

2015-10-28 16:05
默菲
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  今年10月8日,美国匹兹堡大学发布消息称,该校运用镁合金3D打印技术制造的骨钉、支架,能在帮助断骨愈合后完全被人体“溶解吸收”,这标志着世界断骨愈合技术取得重大突破。

  而在此之前一个月,在地球的这一边,重庆盛镁镁业有限公司的“医用镁合金项目”,在2015年中国创新创业大赛上获得新材料行业优秀奖。该获奖项目的技术特点和用途,几乎与匹兹堡大学的镁合金3D打印技术相同,且已完成动物和人体试验,正着手该技术的临床应用。

  这一次,盛镁让中国的镁合金医用新材料技术走在了世界前列。

  “未来金属”的医疗妙用

  轻且坚固的镁合金,被许多国家称为“未来金属”,并广泛应用于航空航天以及机械、汽车等制造领域。

  但是,镁合金的用途远远不止于此。

  目前,全球骨科临床手术使用的内固定材料主要由不锈钢、钛合金等构成。这些材料在人体内均不可降解,病人术后还需进行二次手术取出,而用镁合金取代不锈钢、钛合金,则可避免“开二刀”。

  盛镁镁业总经理曹建勇介绍,镁合金是与人体骨骼具有最好生物力学相容性的金属材料,其密度接近人体骨骼,植入人体后不舒适感远低于不锈钢、钛合金等,且能被人体吸收,其释放出的镁离子还可促进骨细胞的增殖及分化,促进骨骼生长、愈合。

  除了可制成骨钉、骨板等医疗器械,盛镁镁业“医用镁合金项目”还可以应用于心血管疾病的治疗,如制成可降解的镁合金心血管支架,且不会像不锈钢、钛合金支架那样,可能导致血管内膜增生。明伤退激发的创新灵感

  盛镁镁业公司原本是一家镁合金加工企业,主要为沃尔沃、宜家、博世等跨国公司配套生产镁合金工业品。至于为何涉足医用材料领域,按曹建勇的说法,缘于5年前篮球明星姚明的伤退。

  2010年,“移动长城”姚明因饱受左脚骨裂伤折磨,宣布从NBA退役。作为铁杆“姚蜜”,曹建勇从各种渠道了解到自己偶像的伤退原因:左脚植入的金属固定支架引发局部过敏反应、炎症;金属支架密度大于骨骼密度,骨折部位生长脆弱易发生二次骨折;需要二次取出手术等……这都为姚明伤情的反复埋下隐患。

  如果支架用更轻的镁合金做呢?曹建勇找到国内提出生物医用镁合金材料概念“第一人”——重庆材料学会常务副理事长高家诚,以及重庆大学国家镁合金材料工程技术中心副教授王勇、沈阳市骨科医院主任医师吴刚等相关领域专家,以持有技术股份的合作方式,开始了医用镁合金材料研发。

  就在那一年,盛镁镁业以犬、兔为研究对象,多批次验证了镁合金材料植入动物体内的安全性及可行性;2012年,研究开发全新镁合金植入材料及加工制备方法;2015年,与沈阳骨科医院开展镁合金材料植入人体可行性方案制定,并结合重庆大学的金属3D打印技术,试制出适用于人体的骨爪、骨钉、骨板等医用镁合金材料样品。

  明年,盛镁镁业的“医用镁合金项目”将进入为期18个月的临床实验阶段。

  未来仅国内市场规模就可达120亿元

  虽然医用镁合金相关技术总体还处于探索起步阶段,广泛应用于临床还有待时日,但相较于现用于临床的不锈钢、钛合金,其优势十分明显,前景十分广阔。

  行业数据显示,每年我国大概有300万人次做骨折手术,骨科植入物市场规模已经超过120亿元。

  高家诚表示,随着人口老龄化到来,未来10-15年我国骨科产业年均增长率约为15%-20%,医用镁合金材料市场规模预计可达120亿。也就是说,我国很快将迎来医用镁合金需求井喷期。

  “特别值得一提的是,将镁合金作为医用新材料,国内的研发进度与欧美发达国家基本同步,这意味着盛镁镁业将有机会和竞争对手在同一起跑线出发,争夺国际市场。”

  据了解,目前已有一批国内外医疗器械公司和医疗机构向盛镁镁业抛出“橄榄枝”,希望与其共同开展医用镁合金研发制造,共同闯荡这片“蓝海”。

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