经过三年的创新研究，哈尔滨工程大学张景怀博士在生物可降解镁合金植入材料方面取得了阶段性成果，撰写了题为“New horizon for high performance Mg-based biomaterial with uniform degradation behavior: Formation of stacking faults”的论文，发表在Scientific Reports 期刊上，同时该成果申请了中国发明专利并已授权（ZL 201410384094.7）。

图9 具有基面堆垛层错结构镁合金的腐蚀表面膜和表面形貌：(a) (b) 体液中浸泡0.5h的表面膜；(c) (d) 体液中浸泡0.5h的腐蚀表面；(e)表面膜(2h)；(f) 腐蚀表面(2h)；(g) 表面膜(4h)；(f) 腐蚀表面(4h)

 

图11 (a1-a5)普通镁合金和含堆垛层错镁合金(b1-b5, c1-c5)腐蚀行为示意图

镁合金密度和弹性模量与骨相当，可在人体内自然降解，避免康复后的二次手术，同时降解产物有利于提高骨细胞活性，刺激骨组织生长，因此被誉为革命性的生物医用金属材料。但是普通镁合金在人体内存在腐蚀速率过快、局部腐蚀严重等问题，造成组织痊愈之前不能对受伤的骨组织提供有效持续的力学支撑，成为镁合金作为植入材料应用的难题。因此，新型医用镁合金要求降解均匀且耐蚀性强、力学性能优异且生物相容性良好等优异综合性能。

张景怀博士及其研发小组针对这一科学问题从微观结构控制角度出发进行了探索性研究。研究发现，通过特定合金化元素组合并结合适当的制备工艺，可在镁合金中引入均匀密集分布的基面堆垛层错，从而明显改变镁合金腐蚀行为和成膜方式，这种特殊的微观结构使镁合金实现均匀降解（同时低降解速率）和高力学性能的结合，为生物可降解镁合金植入材料的发展提供了新视角。同时该类合金作为工程结构材料也具有应用潜力。