拥有“核磁共振相容性”的锆合金，未来更适合作为骨科和牙科植入材料

文章综述了商用纯锆金属和锆合金的生物相容性、磁化率和力学性能，同时讨论了它们作为核磁共振相容性植入材料的应用前景。

锆是一种具有生物相容性的无毒金属。与目前使用的其他生物相容性金属材料相比，锆基金属材料除了具有良好的力学性能和优异的耐腐蚀性外，在骨科和牙科植入体应用方面还具有两种独特的性能：一是在人体环境中形成内在类似骨的中间层，二是磁化率非常低。第二个特性对于核磁共振成像(MRI)尤为重要。

由于核磁共振的成像质量和速度都取决于磁场强度，所以更适合将磁场强度从目前的1.0-1.5T提高到3.0-7.0T。然而，目前的金属植入体材料如不锈钢、钴铬合金(拥有高磁化率)和钛合金，在3.0-7.0T磁场条件下可以被磁化。结果能够导致体内植入材料产生热量，植入体松动和脱位，并能够在核磁共振中出现无法说明的伪图像。

人类皮质骨的磁化率约为-8.9×10- 6。一般来说，适合核磁共振的植入材料的磁化率预计将低于10×10- 6。在具有生物相容性的强韧性金属中，金属锆具有非常低的磁化率，但仍然远远高于核磁共振相容性的水平。初步研究表明，通过在金属锆中加入精心选择的元素，即进行“合金化”，可以将金属锆的磁化率降低到与核磁共振相容性的范围，同时使合成的锆合金在力学性能上更适合作为人体植入材料。澳大利亚皇家墨尔本理工学院(RMIT)的研究人员们正在研究具有核磁共振相容性的锆合金在骨科领域的应用。该研究团队最近在《高级工程材料》杂志上发表了一篇文章，对商业纯锆和锆合金的生物相容性、磁化率和力学性能进行了丰富而见解深刻的综述性文章。此外，还讨论针对未来3.0-7.0T 核磁共振系统，开发新型锆合金的设计原则。

原文来自：Advanced science news，原文题目：Zirconium Alloys for Orthopaedic and Dental Applications，由材料科技在线团队翻译整理。