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嘉峪檢測網(wǎng) 2024-09-29 09:16
目前國內市場主要使用藥物洗脫支架，然而，與這些支架使用相關的并發(fā)癥，如損害內皮功能、晚期支架血栓形成和再狹窄等，成為限制其進一步被長期廣泛應用的巨大阻力。近年來，生物可降解血管支架的應用呈上升趨勢，它可以給血管提供臨時支撐，同時還能釋放抗增殖藥物限制過度反應，克服了傳統(tǒng)藥物洗脫支架永久留在體內的局限，使血管有可能愈合并恢復其正常的生理功能，被譽為介入心臟病學的第四次革命。
在20多年的BVS 研究中，聚合物和金屬鎂這兩類材料被廣泛研究。目前用于BVS的聚合物材料主要是聚乳酸（PLA）、聚左旋乳酸（PLLA）以及聚羥基乙酸/聚乳酸共聚物（PGLA），它們的降解產物為H2O 和CO2，對人體非常安全，其生物相容性是毋庸置疑的。然而，徑向支撐不足、支架顯影能力差、支架內血栓形成的風險較高等潛在應用風險限制了它的進一步開發(fā)。與之相比，金屬鎂作為支架材料的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)出來。目前，用作生物材料研究的鎂合金主要有鎂鋁合金、鎂鋅合金、鎂稀土合金等。鋁元素潛在的神經毒性、某些稀土元素過量導致的肝毒性，使其在研制開發(fā)中受限。鋅元素由于其良好的生物相容性和生物安全性，近年來越來越受到專家們的關注。
金屬鎂、鋅元素本身的優(yōu)越性及局限性
1-金屬鎂
在鎂鋅合金中，首先用于可降解支架研究的金屬材料是鎂。鎂及其合金因其良好的生物安全性、生物相容性和機械性能，在生物可降解支架領域受到廣泛關注。鎂是人體細胞內液中含量第二的金屬陽離子，僅次于鉀，作為人體必需的金屬元素之一，在維持生命活動中發(fā)揮著重要作用。鎂對身體無害，成人每天推薦的攝入量為240~420 mg，這幾乎是其他作為主要潛在植入材料如鐵和鋅推薦攝入量的50倍；
它還是600多種酶的輔助因子，比如它參與磷酸基轉移過程（包括需要產生能量ATP 的反應）、維持DNA和RNA聚合酶的正確結構和活性、參與DNA的修復過程，它在細胞的生長和繁殖方面發(fā)揮重要作用，生理范圍內的Mg2+對維持基因組和遺傳穩(wěn)定至關重要；
此外，它作為天然的鈣拮抗劑，還可以阻礙鈣去極化反應，使血管舒張；它也可以改善葡萄糖和胰島素穩(wěn)態(tài)或脂質代謝；鎂還能降低機體對氧自由基的敏感性，改善人體內皮功能并抑制血小板功能。
體內缺乏鎂可能增加患冠心病、糖尿病、高血壓、腦血管病的風險。綜上，鎂是一種可降解的潛在醫(yī)用植入金屬材料。然而，鎂合金的腐蝕程度較高，且出現(xiàn)了析氫反應，限制了鎂合金在可降解材料中的進一步應用。鎂在水溶液中的電化學反應公式如下：
Mg(s) → Mg2+(aq) + 2e− (1)
2H2O (aq) + 2e− → 2OH− (aq) + H2 (2)
Mg (s) + 2H2O (aq) = Mg(OH)2 (s) + H2 (g) (3)
2-金屬鋅
鋅所具有的良好生物相容性、理想的腐蝕速率和優(yōu)異的力學性能，使其在可降解支架材料的研究中迅速受到廣泛關注。鋅是人體中含量第二豐富的微量元素，它在抗氧化應激和抗炎癥反應中都發(fā)揮重要作用，它可以通過產生活性氧（ROS）來減少細菌的黏附和生長。此外，鋅也是參與細胞生長、修復和增殖的多種金屬酶的輔助因子；它還與抗病毒免疫有關。缺鋅可導致不良心血管事件發(fā)生率增加、傷口愈合延遲和免疫功能受損。然而，純鋅合金柔軟、易碎，機械強度較低，而且其細胞毒性較大，高濃度的Zn2+能誘導細胞凋亡或壞死、或破壞細胞內信號通路，限制了其在可降解材料中的進一步發(fā)展。
可降解Mg-Zn合金材料加工改性方法
在眾多可降解鎂合金血管支架材料的研究中，鎂鋅合金作為新興成員，由于其良好的性能，在國內外研究中都受到廣泛關注。鎂鋅合金在性能上也有相互促進的作用。從鎂合金的角度來看，鋅在鎂合金中的固溶率為6.2%，對鎂合金具有固溶強化和時效強化作用，它被證明是鎂合金有效的晶粒細化劑、強化劑，提高了鎂合金的塑性加工能力；而且，在鎂中添加鋅還可以減輕鐵、鎳等雜質引起的腐蝕。從鋅合金的角度來看，由于鎂對生物體的耐受性更高，鎂的添加有望改善純鋅合金的力學性能和細胞毒性作用，使其達到預期水平。
但是，鎂鋅合金支架材料仍存在降解產物局部高濃度、支架的力學性能和降解速率可控機制等問題，這些弊端都還需要進一步解決。通過適當?shù)母倪M技術不僅能保留原有合金基體的優(yōu)良性，而且還有望達到不同臨床應用要求的特定性能。許多研究人員已經采用多種方法改進Mg-Zn合金，以求達到理想的可降解支架要求。
下面是幾種常見的改性方法：
1-加入稀土元素和/或其他金屬元素
稀土元素（RE）族由鑭系稀土元素、鈧（Sc）、釔（Y）共17種元素組成，它們具有許多優(yōu)良的性能，使其迅速成為專家們研究生物可吸收支架材料的重要材料。它有潛在的抗癌作用；在熔煉過程中，可清除合金中的雜質，起到凈化合金的作用；許多研究表明，它可以優(yōu)化Mg-Zn合金的力學性能和腐蝕性能，提高其生物相容性。此外，在基于生物安全性和生物相容性的基礎上加入其他金屬元素，也有望提高Mg-Zn合金的力學性能和耐腐蝕性。
1993年首次報道了Mg-Zn-Y合金體系中的穩(wěn)定二十面體準晶相（I相），I相具有高硬度、高耐蝕性、低界面能等有用的性質，一些人通過添加其他元素、表面改性、擠壓的方式來改善Mg-Zn-Y合金的整體性能，如采用多種技術結合制作了Mg-Zn-Y-Nd、Mg-ZnY-Nd-Zr等合金，已被證明能有效改善其機械性能和腐蝕性能。此外，還可以加入其他金屬元素來改善鎂鋅合金的力學性能，如Mg-Zn-Mn、Mg-Zn-Sn-Sr等。
由上可知，通過添加其他元素有利于凈化合金、形成穩(wěn)定相來改善合金耐腐蝕性，賦予合金新元素的優(yōu)勢性能，提高其生物相容性，而且該技術制備方式相對簡單，操作容易，是提高鎂鋅合金性能的重要途徑。但該方法可能會損害合金本身的機械性能和生物相容性，還不易控制合金表面均勻被腐蝕，而且添加元素越多，成本越大，過量元素還有可能產生毒性反應。
因此，采用微合金化、材料素化或與其他改性技術協(xié)同應用有望減少貴重、稀有元素的使用，在未來科研工作中具有廣大前景。
2-表面改性
表面改性就是在保持材料原有性能的前提下，人為地在材料表面制備一層或多層與基體組成、結構及性能均有差異的表面層。對鎂鋅合金而言，表面改性的主要目的是構建具有良好表面生物相容性和防腐性的無機物涂層或可降解高分子涂層。改性后的合金不僅對機體無不良影響，還能隔絕腐蝕性離子與合金直接接觸，從而起到對合金的保護作用，進而改善合金的整體性能。
近幾十年發(fā)展起來的此類表面改性方法包括機械、物理、化學和生物化學方法。目前常見的用于鎂鋅合金表面制備的表面改性方法有化學轉化、陽極氧化、化學沉積與電沉積、等離子噴涂、離子注入、物理氣相沉積、激光技術、溶膠-凝膠等。
2.1-化學轉化
化學轉化是指采用化學或電化學方法對合金表面進行處理，從而增強合金鈍化性的表面涂層技術。目前研究較多的用于鎂鋅合金的化學轉化膜主要有氟化膜和磷化膜。
a.制備具有氟化鎂（MgF2）涂層的鎂鋅合金（Mg-3Zn-0.5%Zr），并將MgF2/Mg-Zn-Zr 植入兔體內，探討涂覆MgF2 涂層的鎂合金在兔體內的降解性能和生物相容性。結果顯示，MgF2能有效降低Mg-Zn-Zr 在體內的降解速率，抑制腐蝕，延緩鎂離子的釋放，同時涂層本身的生物性能表現(xiàn)出良好的生物相容性和生物活性。
b.以Mg-Zn-Y-Nd 合金為材料，首先將合金置于NaOH 溶液中進行堿處理，再進行氟化物處理，結果顯示，經過兩步堿氟處理的合金，可以有效地去除基體表面的第二相，有效地防止電偶腐蝕引起的嚴重點蝕。
化學轉化膜能很好地改善合金的耐腐蝕性，但其厚度大都較薄，制備過程中易生成雜質，合金表面易受點蝕而致降解速度后期加快。在臨床上，氟化膜通常被用作多種涂層后的預處理技術或制作成復合涂層；而磷化物涂層由于脆性較高，易被分解，主要用于骨植入材料。
2.2-陽極氧化
陽極氧化是通過把金屬或合金作為陽極，置于特定電解液中電解，陽極上產生的氧氣會形成與基底金屬黏附的氧化層的一種表面改性方法[55]，該金屬氧化物層能提高合金的耐腐蝕性、耐磨性和電阻。
a.將AZ31B （ Mg-3Al-1Zn ）、AZ91E（Mg-9AZ-1Zn）、ZK60A（Mg-6Zn-0.45Zr）3 種鎂合金在20 V 恒定電壓、10 ℃溫度下，使用鎢作為陰極材料，使用由乙醇和有機酸混合物組成的專有電解液進行30min 的陽極氧化，使用標準三電極腐蝕池進行電化學測量、試驗細胞活力測定（MTS）分析法評估鎂合金釋放的金屬離子對細胞活性的影響，結果顯示，陽極氧化技術能改善合金的腐蝕性能，提高細胞相容性。
微弧氧化（MAO）也稱為等離子體電解氧化或陽極火花氧化，屬于陽極氧化的一種。但它對傳統(tǒng)陽極氧化工藝進行了改善，將工作區(qū)引入高壓放電區(qū)，在合金基體表面生成與基體結合牢固的氧化陶瓷涂層。
b.采用MAO方法處理WE43（Mg-4Y-3RE）和ZX00（Mg-1Zn-1Ca）2種合金，靜態(tài)和動態(tài)試驗結果均表明，與未處理的合金相比，處理后的2種合金上都顯示出較低的血小板黏附性，耐腐蝕性也得到改善，且ZX00合金的整體性能較WE43更好。MAO涂層對合金性能的影響不僅取決于合金本身或電解質的性質，同時也受到電流密度、電流模式、反應時間和電位等參數(shù)的影響。
c.在Mg-4.71Zn-0.6Ca 合金上制備了不同電流模式（單極性、雙極性和混合電流模式）下的微弧氧化涂層，發(fā)現(xiàn)不同電流模式下形成的涂層均由一個外層多孔層和內部致密層組成，且與合金基體結合緊密。研究結果顯示，不同電流模式下的MAO 處理均可顯著提高合金的耐腐蝕性，混合模式下制備的合金的耐蝕性最好（見圖2 和表1）；
此外，混合模式下的涂層還有助于促進磷灰石的形成，使鎂合金的生物活性也得到了提高。與其他涂層相比，MAO 涂層的多孔結構使其與基體的黏合強度更高，然而，MAO涂層的多孔結構也易加速腐蝕性離子對合金基體的腐蝕，限制其耐腐蝕性能的進一步提高。因此，許多研究者試圖通過添加其他元素、制作復合涂層等方法來改善其耐腐蝕性。
2.3離子注入
離子注入就是在真空中，將經過加速的、要摻雜的離子濺射到目標合金表面，從而形成一個結合緊密且具有特殊性質的表面層，以改變合金的表面性質，該技術提供了不改變合金整體性能、不受熱力學限制的情況下，將不同物種引入合金的可能性，主要注入類型包括金屬離子注入、氣體離子注入、雙離子注入。
a.將ZK60鎂合金在能量為200 keV的條件下，分別注入1×1016、5×1016 ions/cm2的羧基離子，結果顯示，注入羧基離子后的合金力學性能和耐腐蝕性都得到了明顯改善；
此外，利用MC3T3 成骨細胞進行了體外細胞毒性試驗，發(fā)現(xiàn)處理后的樣品具有較高的活性和良好的生物相容性。離子注入可以在一定程度上改善合金的耐腐蝕性和生物相容性等，然后其操作要求高，設備復雜，價格昂貴，難以與其他合成技術結合，不適合廣泛應用。
等離子體浸沒離子注入（PIII）是一種低成本且快速的技術，在低注入能量下就能有較高的效率，還能與其他沉積方法相結合，操作簡易，主要用于處理復雜形狀的樣品。
Jamesh等研究了鋯和氧等離子體離子注入對ZK60 鎂合金在模擬體液中腐蝕行為的影響，結果顯示，鋯、氧或者鋯氧等離子體離子注入對合金的耐腐蝕性提高均有一定改善，但浸泡30h后，對照樣品和注入樣品上都出現(xiàn)裂紋，表明PIII是一種改善ZK60鎂合金初始耐蝕性的有效方法。
2.4電化學沉積
電化學沉積是指在外電場作用下，待涂覆的合金作陰極，通過電解質溶液中正負離子遷移發(fā)生的氧化還原反應，使電解液中的離子沉積在合金表面形成鍍層的技術。
a.在Mg-4.0Zn-1.0Ca-0.6Zr 合金表面采用堿熱預處理、電沉積和堿熱后處理相結合的新工藝制備了羥基磷灰石（HA）涂層。研究結果顯示，在生物降解的早期（<24 h），HA 涂層的合金樣品的降解速度比未涂層的樣品慢（下圖）、自腐蝕電位（Ecorr=1.51 V）比未涂HA 的樣品高（1.72 V）；與未涂覆樣品相比，HA 涂層降低了模擬溶液（SBF）的Mg2+和pH 變化；HA 涂層樣品的成纖維細胞的細胞相對增值率（RGR%）略高于未涂層樣品。
b.采用納米電火花加工工藝，在Mg-Zn-Mn 合金上成功地沉積了含有納米羥基磷灰石（nHA）的涂層，涂層顯著改善了合金的機械腐蝕性能，降低了鎂合金的降解速率，而且含有nHA 的涂層還改善了Mg-Zn-Mn合金的生物相容性，并提供了優(yōu)異的細胞附著、生長、增殖和分化活性。
電沉積具有簡便、經濟、高效的優(yōu)點，通過改變電解質溶液濃度和電流電壓等參數(shù)即可調整涂層厚度和形貌，電沉積后的合金也具有更好的機械性能。但電化學沉積后的表面也具有較粗糙、結合力相對較差、高應力耐受性差等缺點。
2.5-等離子噴涂
等離子噴涂技術是采用由直流電驅動的等離子電弧作為熱源，將合金材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài)，并以高速噴向經過預處理的合金表面而形成附著牢固的表面層的方法。作為一種新興的表面改性方法，它易于制備，并且可以使基體表面具有耐磨、耐蝕、耐高溫氧化等性能。它在生物醫(yī)學應用中具有許多優(yōu)勢，比如膜化學、良好的涂層附著力、保形和無針孔薄膜、滲透性好等，使其得到廣泛探索。
國外學者開發(fā)了一種新的鎂-鋅-鈣合金（BM），并使用空氣等離子噴涂沉積羥基磷灰石（BMH）和生物活性玻璃（BMG）涂層。電化學試驗表明，與BM 相比，BMH 和BMG 具有更好的耐腐蝕性；在這些樣品中，BMG 的腐蝕電流密度（ Jcorr ）（68 μA） 和Ecorr（?296 mV）最低，表明其體外耐腐蝕性優(yōu)于BMH；
此外，涂層還明顯增強了合金樣品上的磷灰石沉淀能力；在成熟新西蘭大白兔身上進行的體內試驗顯示，對心臟、腎臟和肝臟以及免疫反應未發(fā)現(xiàn)不良影響，表明其生物相容性也較好。
綜上可知，化學轉化膜的形成能很好地改善合金的耐腐蝕性，有效防止電偶腐蝕引起的點蝕，還能改善合金生物相容性和生物活性。陽極氧化和由此基礎上發(fā)展起來的微弧氧化技術能與基體結合更加緊密，合理制備下能有效改善合金耐腐蝕性、力學性能，提高生物相容性，但受電流、電壓、溫度等參數(shù)影響較大。離子注入技術操作技術難度大、成本高，但PIII具有操作簡單且成本低等優(yōu)勢，尤其適用于改善合金初始耐蝕性。電化學沉積技術同樣受一些參數(shù)如電解質溶液濃度、電流電壓的影響，改變參數(shù)可調整表面涂層的厚度、形貌，但處理后的表面較粗糙，結合力和高應力耐受性欠佳。等離子噴涂是表面改性中的一種新型方法，能有效改善合金機械性能、耐腐蝕性和生物相容性，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。復合涂層可以發(fā)揮每一層涂層的優(yōu)點來處理鎂鋅合金作為支架的不利性能，應用最廣泛，但最為復雜。
此外，化學轉化膜、MAO涂層等無機物涂層盡管硬度高、制備簡便，但多脆性大，易結構松散，若出現(xiàn)支架內再狹窄或其他血管問題需要使用球囊導管擴張等治療時，支架易脆產生碎片堵塞血管。因此，盡管表面改性在可降解合金改進技術領域有很大優(yōu)勢，但若應用到臨床實際中，還有很多問題需要解決。
2.3 熱處理
熱處理是合金通過加熱、保溫和冷卻等手段，形成金屬間沉淀來提高合金性能的熱加工工藝，它可改變合金微觀結構，使金屬元素重新分布，從而改變合金的腐蝕行為，通常包括退火、固溶處理、淬火和時效硬化等過程。
a.研究了37 ℃下經不同熱處理的Mg-3Zn-0.3Ca 合金在模擬體液（SBF）中的生物腐蝕行為，通過浸泡試驗和電化學測量方法進行檢測，發(fā)現(xiàn)第二相體積分數(shù)和晶粒尺寸是控制該合金生物腐蝕速率的關鍵因素，單一晶粒尺寸的減小或第二相體積分數(shù)的減小都不能很好地改善合金耐腐蝕性，本研究中在420 ℃下熱處理24 h 的合金中觀察到最小腐蝕速率，此時合金具有平衡的第二相體積分數(shù)和晶粒尺寸（下圖）。
b.對Mg-35Zn-3Ca合金進行不同時間的熱處理和人工時效，以降低其降解速率。結果顯示，170 ℃熱處理5 h 以310 ℃人工退火處理48h組表面可見最細、最均勻的網(wǎng)狀結構，腐蝕速率為2.32 m/(cm2·d)，耐腐蝕效果最好；溶血試驗評估發(fā)現(xiàn)短期血液反應中沒有毒性，生物相容性較好。
c.等研究了熱處理對Mg-1.2Zn-0.5Ca合金顯微組織、力學性能和腐蝕性能的影響。研究結果顯示，在熱處理的Mg-1.2Zn-0.5Ca 合金的腐蝕表面上形成了生物相容性的羥基磷灰石（HA）和氫氧化鎂（Mg(OH)2）團聚體；熱處理中第二相析出物的精細分散導致更均勻的腐蝕行為和更高的耐腐蝕性，經熱處理后合金的腐蝕速率降低到鑄態(tài)合金的一半；時效硬化時間為2~5h是熱處理工藝有效提高Mg-1.2Zn-0.5Ca合金機械性能和降低其腐蝕速率的合適范圍，時效硬化持續(xù)時間的減少或進一步增加對機械性能的影響并無提高。
因此，熱處理后能顯著優(yōu)化合金的第二相分布以及晶粒尺寸，增強合金耐腐蝕性和改善合金力學性能，但要注意熱處理工藝的選擇。熱處理對參數(shù)要求也較高，最佳微觀結構與最差微觀結構的處理參數(shù)可能只有細微變化，過熱或加熱溫度過低都對機械性能、耐腐蝕性產生不利影響。同時也要注意合金本身的純凈度，雜質過多易造成加熱或淬火等不均勻，導致加工后的合金硬度不均勻，也不利于合金整體性能的改善。所以在進行熱處理改進合金性能時，這些問題必須要嚴格把控。
2.4 塑性加工
利用塑性變形而使合金成形的加工方法稱為塑性加工。常見的塑性變形方法有常規(guī)擠壓、常規(guī)軋制，還有等通道轉角擠壓（ECAP）、高壓扭轉（HPT）、多向鍛造（MDF）之類的大塑性變形技術。塑性變形能夠細化晶粒、強化結晶織構，改善合金的力學性能和耐腐蝕性。
a.采用多道次等通道轉角擠壓工藝，在不同溫度下獲得了超細晶ZK60鎂合金，顯微組織觀察發(fā)現(xiàn)，ECAP后形成了平均尺寸為600nm的等軸超細晶粒（UFG）結構，晶粒顯著細化，同時平行于擠壓方向的原擠壓纖維織構被一個新的強度更高的織構組分取代。與未處理的合金相比，UFG樣品中的晶粒細化和織構改性組合導致機械不對稱行為顯著減少；機械性能也得到了明顯增強，斷裂伸長率提高約100%，同時保持了相對較高的拉伸強度。在磷酸鹽緩沖溶液電解液中進行的開路電位、動電位和失重測量表明，由于腐蝕狀態(tài)從原樣品中的局部點蝕轉變?yōu)楦鶆虻母g模式，UFG合金的耐腐蝕性有所提高，浸沒樣品的壓縮試驗也表明，UFG樣品的機械完整性損失率有所減少。
b.將幾種Mg-Zn 合金進行熱HPT 處理，后續(xù)再進行熱處理，研究了處理后合金的性能。先通過HPT 處理誘導晶粒細化以及溶質重新分布，再進行熱處理，通過微粒再分布和位錯損失，以消除內應力。研究結果顯示，強度的增加與位錯、沉淀生成以及產生空位形成的團聚體均有關，由于溫度誘導的動態(tài)恢復，延展性也得到顯著加強，機械性能明顯改善，熱HPT 處理還實現(xiàn)了初級沉淀的溶解，致使腐蝕速率降低。
塑性加工技術同樣在細化晶粒和優(yōu)化第二相方面具有獨特優(yōu)勢，還可以顯著改善材料的強度、韌性、疲勞壽命、生物相容性等。大塑性變形技術作用更強，但更復雜、成本更高。
目前該技術已在部分生物醫(yī)療、電力交通、航空航天等領域取得了較好的效果，但在醫(yī)用可降解支架材料的制備、加工、應用中的一些理論和實踐問題還有待進一步探究。不過從長遠來看，該技術應用在可降解血管支架領域具有廣闊的應用前景。
2.5 快速凝固
快速凝固技術指凝固速度比常規(guī)鑄造凝固速度快得多（一般為105~106K/s）的一種凝固過程?？焖倮鋮s可以細化晶粒，還能減少雜質或其他重金屬元素的有害影響以及可能導致微電偶腐蝕的沉淀相的影響，該技術通常通過生成亞穩(wěn)相（非晶、準晶、微晶和納米晶）來改善合金的性能。
a.采用銅模注射鑄造法，通過快速凝固成功制備了直徑為2mm的Mg-6Zn-1Mn（ZM61 鎂合金）合金材料。由于形成了非常細小的枝晶（下圖）和基體中析出了強化MgZn2 相，快速凝固ZM61 鎂合金的力學性能顯著提高，極限強度從335 MPa 提高到460 MPa；
此外，枝晶更細的Mg-6Zn-1Mn 合金還有更多的晶界（晶粒的邊緣與相鄰晶粒形成晶界，是應力集中的地方，是包括鎂合金在內的多晶的主要晶體學缺陷之一，是影響強度降低的關鍵）屏障來抑制腐蝕的傳播，快速凝固處理的ZM61鎂合金的腐蝕穿透率僅為擠壓ZK60鎂合金的1/40，耐腐蝕性也得到明顯改善。
b.研究了凝固過程中冷卻速度對1-TCP/Mg-2Zn-0.5Ca復合材料微觀結構和體外腐蝕行為的影響，試驗結果表明，冷卻速度越快，復合材料的晶粒尺寸和第二相顆粒更細化，組織更加均勻，更易形成穩(wěn)定且致密的腐蝕產物層，表現(xiàn)出更好的耐腐蝕性。
由此可知，快速凝固處理可以顯著改善鎂鋅合金的力學性能和耐腐蝕性，還能形成新的強化相。有研究還證明由該技術獲得的合金性能在鑄造成所需的幾何形狀后改善的性能仍不會改變?？焖倌碳夹g需要考慮的主要問題是冷卻速度或過冷度，盡管采用實驗室測試方法已經有了一定的研究，但還存在許多問題和不足，因此還有很多重要的理論和試驗工作要做。
2.6 其他
除上述方法外，還有很多其他方法用于改善鎂鋅合金的性能。例如，亞快速凝固是介于快速凝固與常規(guī)凝固的過渡區(qū)，冷卻速度在100~103 K/s 范圍內液態(tài)金屬的結晶過程。
通過鑄造、軋制和熱處理等工藝制作了鎂-鋅-鍶合金（ZSr41 鎂合金），并在175 ℃下進行8h時效處理，處理后的合金機械性能得到明顯改善，在SBF中浸泡還顯示出一種循環(huán)進行的降解模式，在點蝕和局部腐蝕之間交替進行，降解率明顯降低。
理想的可降解支架改性方式
改善鎂鋅合金整體性能的改進技術很多，但是單獨使用某一種改性方式很難同時滿足臨床上對生物可吸收鎂鋅合金支架的實際應用需求。
因此多采用多種技術聯(lián)合的方式，盡可能發(fā)揮每種技術的優(yōu)勢，相互補充，才有望達到最佳臨床效果。而且，盡管這些技術在試驗階段大都取得了較好的研究結果，但是人體內生物環(huán)境極其復雜，體外環(huán)境與其相比還有很大差距，因此還需要使用動物模型和人體進行長期研究。
理想的可降解支架改性方式應至少包括以下幾種特點：
1）能夠合理調節(jié)合金的腐蝕性能、控制腐蝕速率和腐蝕均勻性。
理想的改性方式能有效提高鎂鋅合金材料的耐腐蝕性，調控其降解速度。早期降解速度慢，待發(fā)揮完作用后加速降解是對可降解鎂鋅合金用作支架材料的基本要求之一，但當前鎂鋅合金仍存在降解速度過快、不均勻降解等問題，致使早期降解產物大量堆積、生物力學完整性被破壞，易對機體造成不良影響。
2）能夠有效改善合金機械性能。
對于心血管支架，理想的材料應具有更高的延展性和中等強度，即伸長率>20%，而且，經改進所獲得的鎂鋅合金性能在制成所需的管狀外形后仍不會發(fā)生變化。
3）生物相容性良好。
形成表面涂層或改變合金微觀結構后，合金仍具有良好的生物相容性。所制成的涂層在降解過程中產生降解產物對身體無毒性作用，還能釋放抗增殖藥物來減緩病變周圍的新內膜組織。此外，合金在降解過程中，應能夠在沒有任何不良影響的情況下消除腐蝕產物，并避免可能導致局部或系統(tǒng)性損傷或炎癥反應的宿主反應。
4）成本低，便于制作。
可降解鎂鋅合金支架的優(yōu)越性使其成為心臟血管支架未來發(fā)展方向。有數(shù)據(jù)顯示，我國一年要用掉近150萬個心臟支架，而且發(fā)病年齡趨向年輕化，因此市場對其需求是迫切的。當前由于可降解材料的特殊性，可降解支架均為進口，且價格高昂。因此，開發(fā)低成本、高成效且可以盡快大規(guī)模生產的可降解鎂鋅合金支架是必然趨勢。
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