首次鎂材料應(yīng)用是在上世紀(jì)上半葉，1907年，Lambotte第一次報(bào)道了鎂的使用，利用純鎂(實(shí)際純度級(jí)別未知)與鍍金鋼釘固定治療小腿骨折，由于純鎂在體內(nèi)迅速降解，且術(shù)后僅8d發(fā)現(xiàn)廣泛皮下氣腔，宣告純鎂金屬嘗試使用失敗。1944年，Troitskii和Tsitrin報(bào)告了34例，關(guān)于使用含少量鎘的鎂合金板和螺釘，用于固定治療各種骨折，其中9例由于感染以及石膏下無(wú)法處理氣腔而失敗。在所有患者中，未出現(xiàn)血清鎂離子濃度的增加，無(wú)明顯的炎癥反應(yīng)，能促進(jìn)骨痂形成，雖然在降解過(guò)程中會(huì)釋放氫氣，但可通過(guò)注射器引出。Castellani等表明了鎂稀土合金置入后未出現(xiàn)炎性反應(yīng)和血細(xì)胞比例改變。

這些說(shuō)明了鎂合金材料具有無(wú)毒性，可促進(jìn)骨折愈合。然而，純鎂或這些簡(jiǎn)單的合金腐蝕率過(guò)快，達(dá)不到骨折愈合要求，所以期望鎂置入物在體內(nèi)有效力學(xué)效應(yīng)至少存在12周。合金化是一個(gè)重要的方法，用以提高鎂合金的力學(xué)完整性和耐蝕性。常見(jiàn)構(gòu)成鎂合金的合金元素有鋁、錳、鋅、鈣、鋰、鋯、釔和稀土等，這些元素影響了鎂合金的生物學(xué)性能。Witte等將AZ91D鎂合金支架置入兔的股骨遠(yuǎn)端，發(fā)現(xiàn)其有良好的生物相容性，且在置入物周圍的成骨細(xì)胞增殖更為明顯。

Pietak等研究表明鎂合金促進(jìn)體外成骨細(xì)胞黏附、分化和增殖，同時(shí)能促進(jìn)骨質(zhì)形成。M.Bornapour等發(fā)現(xiàn)Mg－0.3Sr－0.3Ca提高了耐腐蝕性，改善了生物學(xué)性能，其高強(qiáng)度、良好的彎曲性能和韌性使其比鈦金屬置入物更接近人體骨。Witte等人比較了四種鎂合金(AZ31、AZ91、WE43、LAE442)及聚乳酸材料(SＲ－PLA96)周圍的新生骨量和耐腐蝕性，證實(shí)了鎂合金的降解取決于合金元素的組成，同時(shí)發(fā)現(xiàn)鎂合金周圍骨礦化區(qū)面積和骨礦化沉積率明顯高于聚乳酸材料。

RachelW.Li等發(fā)現(xiàn)利用純Mg，Mg－1Y，Mg－5Al，andMg－2Ca的降解研究人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(hMSCs)的分化、增殖和基因表達(dá)，觀察到Mg2+最大濃度(約8.0×10－4mol/L)有利于ATP的產(chǎn)生，超過(guò)此濃度則ATP產(chǎn)生下降，同時(shí)發(fā)現(xiàn)Mg－1Y和純Mg有利于促進(jìn)hMSCs增殖和分化，提高了TGFβ－1，SMAD4，F(xiàn)GF－2，F(xiàn)GF－10和BMP－2的表達(dá)，而SOX－2，SOX－9和TNF－α的表達(dá)則下降，鎂合金通過(guò)Smad信號(hào)通路增加了TGFB－1、SMAD4、BMP和COLIA1蛋白表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)成骨分化。然而某些合金元素對(duì)人體有害，KuCH等發(fā)現(xiàn)鋁對(duì)神經(jīng)元、成骨細(xì)胞有害，與癡呆、阿爾茲海默病有關(guān)。上述實(shí)例，證明合金化鎂合金的優(yōu)良性能，但是合金元素的選擇和含量的確定仍有待進(jìn)一步改善。