图1. Mg-Ga合金在生理环境中容易降解，释放Mg2+和Ga3+离子，促进了成骨分化，具有良好的成骨活性。Ga3+能有效抑制大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus），使合金具有良好抗菌活性。
Mg-Ga合金具有良好的力学性能和适宜的耐腐蚀性，是一种极具应用潜力的可生物降解材料。然而，由于目前生物学评价的不足，制约了该合金的推广应用。北京航空航天大学李岩教授、顾雪楠副教授和天津工业大学郑洋副教授等研究了Mg-Ga合金的生物相容性、促成骨性和抗菌性。研究发现，Mg-1Ga表现出优异的细胞相容性，降解释放适量的Mg2+和Ga3+，并促进成骨分化，Ga3+促进了成骨细胞前体细胞（MC3T3-E1）发育的早期阶段。然而，由于降解过快，Mg-5Ga的体外细胞相容性较差。与体外实验不同，在大鼠股骨髁模型中的体内研究表明，Mg-1Ga和Mg-5Ga的生物相容性良好，均能显著促进新骨形成，而不会引起任何不良反应。Mg-1Ga和Mg-5Ga的体内降解速率分别为0.69±0.15 mm/y和2.32±0.58 mm/y。由于快速降解导致Mg2+和Ga3+的快速释放，Mg-5Ga在体内表现出更高的成骨活性。并且，Mg-Ga合金通过释放Ga3+抑制大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus），抗菌率随着Ga含量的增加而增大。这些研究表明，Mg-Ga合金是一种具有优秀促成骨和抗菌性功能的可降解金属，在新型医用植入物领域具有应用前景。
图2. 植入纯Mg、Mg-1Ga和Mg-5Ga后4W和12W的micro-CT图。在3D重建图像中，黄色表示残留植入物，灰色表示周围骨骼
郑洋，工学博士，天津工业大学副教授，主要从事金属材料表面改性、焊接及增材制造技术研究。2020年入选天津市高校“青年后备人才支持计划”，近年来主持天津市自然科学基金面上和青年项目、河北省高层次人才资助项目，参研国家重点研发计划“战略性国际科技创新合作”重点专项，发表SCI/EI论文40余篇，获得授权发明专利8项。担任《Additive Manufacturing Frontiers》、《特种铸造及有色合金》、《金属加工（热加工）》、《表面工程与再制造》期刊青年编委。
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该项工作得到了国家自然科学基金（51971014）和天津市自然科学基金（19JCQNJC02800）的经费支持。
