图1. 研究示意图。
鉴于硒（Se）在癌症预防和治疗中的抗肿瘤特性，铁-硒（Fe–Se）合金作为可生物降解骨植入材料具有极大的应用潜力。然而，由于元素硒的挥发性和硒与铁之间显著的熔点差异，铁-硒合金的制备颇具挑战性。在本研究中，湘潭大学张德闯教授、上海市第九人民医院林思涵博士和澳大利亚皇家墨尔本理工大学Wen Cuie教授团队使用电弧熔炼法，以FeSe化合物作为硒源，成功制备了Fe–Se合金，并对Fe–Se合金的微观结构、拉伸性能、腐蚀行为、生物相容性、抗菌能力和抗肿瘤特性进行评估。Fe–Se合金的微观结构由α–Fe相和FeSe相组成。在Fe–Se合金中，Fe–0.6Se合金展现了最佳的拉伸力学性能，其屈服强度为1096.5±7.2 MPa，极限抗拉强度为1271.6±6.3 MPa，断裂应变为15.6±3.3%，降解速率为56.9±0.4 μm/year。此外，Fe–0.6Se合金对金黄色葡萄球菌（S. aureus）表现出较好的抗菌能力，对143B骨肉瘤细胞具有抗肿瘤特性，并且对前成骨MC3T3–E1细胞表现出成骨性和优异的生物相容性。综上所述，向铁中添加0.2-1.0 wt.%的硒不会影响健康细胞的生长，但能有效抑制肿瘤细胞的生长和繁殖。Fe–0.6Se合金凭借其独特的力学和生物功能特性组合，在骨科领域具有广阔的应用前景。
图2. Fe-Se 合金在HBSS中腐蚀机理示意图。
第一作者：湘潭大学材料科学与工程学院博士研究生邓波。
Wen Cuie，博士生导师，澳大利亚皇家墨尔本理工大学教授、杰出教授。澳大利亚研究理事会专家组成员、澳大利亚国民健康和医疗研究理事会专家、欧洲科学基金会专家。在 Advanced Materials 、Advanced Functional Materials 、Bioactive Materials 、Acta Biomaterialia 等国际一流的学术刊物上发表了 400 余篇期刊论文， 被引用 18249 余次，H 指数 70。获澳大利亚- 印度高级访问学者奖、皇家墨尔本理工大学卓越教授奖、皇家墨尔本理工大学校长卓越研究奖 、澳大利亚杰出研究贡献奖、澳大利亚生物医疗技术学科带头人奖等奖励。
该研究受到国家自然科学基金项目（12472101）、澳大利亚研究理事会项目（DP240101131）和湖南省研究生科研创新项目（QL20230149）的资助。
