国际骨科临床转化期刊《Journal of Orthopaedic Translation》在线发表了由上海交大戴尅戎院士、郝永强教授团队和丁文江院士、袁广银教授团队合作发表的可降解镁合金骨钉1-2年的临床试验观察结果，所有患者术后内踝骨折愈合，功能恢复。研究证实了可降解镁合金螺钉治疗内踝骨折的临床疗效及其生物安全性，为全降解镁合金植入物等高端医疗器械进一步的临床推广应用奠定了坚实基础，相关成果以“Effectiveness
and safety of biodegradable Mg-Nd-Zn-Zr alloy screws for the treatment
of medial malleolar fractures”为题在线发表于Journal of Orthopaedic
Translation，27 (2021) 96–100。这是国内首个可降解医用镁合金临床试验的公开报道，也是国际首款含有功能涂层的可降解镁合金骨钉的临床试验结果的公开报道，具有里程碑意义。

目前临床上广泛使用的骨折内固定器械大多由不可降解金属如不锈钢或钛合金等制备而成，存在弹性模量过高，临床上易引起应力遮挡效应而影响骨愈合，同时因为不降解植入后需二次手术取出等缺点。镁合金材料因弹性模量与皮质骨相近，可消除应力遮挡效应，同时可体内降解并被人体安全吸收代谢而避免了二次手术等优点，被誉为“新一代革命性的金属生物材料”。

自2007年起，在丁文江院士指导下，袁广银教授带领课题组从临床应用需求角度出发，巧妙通过镁合金材料的“相电位调控”和微观组织结构设计，成功研发出了“均匀可控降解、强韧性匹配、生物相容性良好”的专利医用镁合金JDBM（交大生物镁）（Nanoscale
2013、Biomaterials 2015、Biomaterials 2019、Acta Biomater
2020）。该专利医用镁合金显示的独特的均匀降解特性得到了美国、德国、意大利、日本等国际合作伙伴实验室的验证和高度评价，在现有公开报道的医用镁合金材料里面其优异的“生物相容性、强韧性、降解可控性”三性合一的性能在国际上独树一帜。

针对镁合金材料体内降解释放氢气的现象，袁广银教授带领课题组历经数年攻关研发出了具有生物活性、本身可以降解、同时可以抑制基体过快降解的涂层专利技术，成功解决了镁合金材料在体内降解过快产生氢气集聚的不良现象（ACS
Applied Materials Interfaces 2014, Mater Sci Eng C 2018, Biomaterials
2020）。通过从材料基体和功能涂层两方面协同调控其降解行为，在国际上率先实现了医用镁合金骨内植入器械的均匀可控降解。

本研究方向在长达10余年的攻关研发中，先后获得上海交大医工交叉项目，上海市基础重点、重大项目及自然科学基金面上、重点项目和国家863课题、科技支撑项目和国家重点研发专项等资助。形成了从医用镁合金材料及其制备工艺、植入器械设计到功能涂层等相关核心专利构成的专利群（包含两项美国发明专利）。相信相关成果必将惠及越来越多的骨折病患者，同时将对提升我国骨科植入器械的技术水平作出交大人应有的贡献。

镁

一种很轻盈的金属

却与很多“国之重器”紧密相连

他深耕新型镁合金材料研发领域30多年

成功让中国镁领跑世界

他说，

科研工作不能“下不着地”，

有用的才是最值得的！

让我们一同走进《院士之光》专栏第五期：

上海交通大学教授、博士生导师

中国工程院院士丁文江

01

走进丁文江位于上海交通大学的办公室，书架上小玻璃瓶里储存的银灰色“小药片”非常吸引人的目光，上面标着“循环储氢镁合金”。他打趣地说，这里装的都是满满的“能量”：“一个镁原子可以带两个氢原子，就把这个氢可以储藏在这个固态里面，到一定的条件让它放出来。燃料电池，就是氢能源。”

02

功能性镁合金，是丁文江几十年来研究的核心。他说，自己在上世纪80年代走入这一领域，是一次偶然：“那时候桑塔纳轿车引进，桑塔纳轿车有两个部件是镁的，这个是好材料啊，又那么轻，特性又那么丰富，就进入这个镁的领域。”

历经5、6年的跟踪研究后，丁文江意识到，有能力可以开始研究中国自己的镁合金了：“用中国的优势的资源，用稀土，把稀土跟镁进行结合。”

经过不断尝试探索，丁文江利用稀土和镁氧化物共电解的方法，让稀土和镁成功结合到一起，创制出国际最高水平的高强耐热重稀土镁合金。新材料的强度和韧性大幅增加，由此率先实现了镁合金从非承力结构件到主承力结构件应用的颠覆性跨越，比如可以用来制造直升机机匣和汽车发动机。

如今，中国镁合金材料已经在航空航天、国防工业领域大放异彩。丁文江举了个“高大上”的例子：“高超的飞行器，它速度很快，几十个马赫，越高速的飞行器，重量要减轻，然后越是高速的时候，表面在空气大气里面耐热性能要越好。服务于国家的一些重大的需求。”

03

这就是丁文江院士的风格，对于成果，他看重的，不仅是论文，更是实实在在的应用。他的团队现在有300多人，是世界镁合金研究最有影响力的团队之一，近10年来累计输出40多项技术，直接孵化出8家高新技术企业。

采访中，他反复提到，“有用是材料研究的灵魂”：“我们要做有效的科研，而不是泡沫的科研。我们这个团队，做了很多的研究工作，都是紧紧地扣着这个需求和问题。所有的科研工作，只要聚焦于发展先进生产力，就是在为我们中华民族伟大的复兴在做我们自己的努力。”

问到他最新的研究项目，果然又是能直接造福于人的：“到目前为止，所有的心脏支架装在里面就永远在里面。但是我们现在就是开创，心脏支架做成镁的，装进去以后，会慢慢地自动降解，直到消失。因为人体都是缺镁的，降解的同时还给人体再补镁。”