骨骼是人體內(nèi)最大的動(dòng)態(tài)生物組織，由無機(jī)礦物和代謝活躍的細(xì)胞組成，周圍有大量的細(xì)胞外基質(zhì)，它們形成了一個(gè)剛性的骨架，在維持生命活動(dòng)中具有不可替代的作用，包括支持骨骼的生長(zhǎng)。身體和保護(hù)內(nèi)臟器官。骨損傷的外科治療已成為普遍現(xiàn)象，每年全世界急診科都有數(shù)以百萬計(jì)的骨損傷患者參與劇烈的運(yùn)動(dòng)活動(dòng)、社會(huì)不穩(wěn)定、交通事故和延長(zhǎng)人類壽命。骨缺損主要由創(chuàng)傷性撕脫、感染性骨脫位后遺癥、先天性畸形或腫瘤切除引起，我們面臨著重建手術(shù)的極端挑戰(zhàn)。誘導(dǎo)骨再生修復(fù)結(jié)構(gòu)性骨缺損的需要，激發(fā)了大量骨修復(fù)材料的研究和開發(fā)。

鎂合金具有良好的生物相容性、生物降解性和可接受的力學(xué)性能，是骨科應(yīng)用中革命性的可生物降解金屬材料。鎂是人體第四豐富的陽離子，是許多代謝過程中必不可少的元素，主要儲(chǔ)存在骨組織中。每天大量攝入鎂，刺激骨細(xì)胞生長(zhǎng)，加速骨組織愈合。由于生理環(huán)境中存在氯，鎂合金在體內(nèi)降解，因此無需二次手術(shù)移除植入物。鎂合金植入物的腐蝕產(chǎn)物Mg2+不會(huì)引起意外的并發(fā)癥，因?yàn)檫^量的鎂離子很容易在尿液中被清除。此外，鎂合金的力學(xué)性能與骨相似。與鈦合金（Ti-6Al-4V 4.47 g/cm 3）和不銹鋼（約7.8_g/cm 3）不同，鎂合金重量輕，密度（1.7–1.9 g/cm 3）與人體皮質(zhì)骨（1.75 g/cm 3）非常相似。鎂合金的彈性模量約為45 gpa，與鈦合金和不銹鋼的彈性模量（分別為110和200 gpa）相比，相對(duì)接近天然骨的彈性模量3–20 gpa。因此，應(yīng)減輕對(duì)天然骨和金屬植入物之間明顯機(jī)械失配的應(yīng)力屏蔽。因此，鎂合金有望成為生物相容性，生物可降解，重量輕，承重骨科植入物。

盡管鎂合金作為骨植入物的研究在過去20年中取得了重大進(jìn)展，但這些材料在人體內(nèi)的快速降解仍然是阻礙其在臨床應(yīng)用的主要障礙。作為可生物降解材料，植入物降解率與骨組織愈合率相匹配是非常重要的，骨組織愈合率通常由持續(xù)3-7天的早期炎癥期、持續(xù)3-4個(gè)月的修復(fù)期和持續(xù)3-4個(gè)月的強(qiáng)愈合結(jié)合期組成。一個(gè)可以持續(xù)數(shù)月到數(shù)年的重塑階段。因此，植入物必須保持至少12周的穩(wěn)定。然而，目前可用的鎂合金降解太快，在植入過程中無法保持良好狀態(tài)。這種快速降解導(dǎo)致氫氣腔的形成，植入物的機(jī)械完整性迅速喪失，以及宿主組織的不良反應(yīng)，如術(shù)后第一周內(nèi)局部腫脹和明顯疼痛。