植入器件领域仍然在不断寻求具有合适力学性能和抗菌活性的可降解金属输尿管支架材料，本文以猪为植入模型进行体内实验揭示了可生物降解镁锶银合金的科学意义。该合金具有平衡的力学性能、可调节的尿路留置时间和明显的抗菌活性。得益于流变成形过程，材料具有等轴和显著细化的晶粒（平均晶粒尺寸：27.1μm）。Mg17Sr2和Mg4Ag是基体中的主要析出物。与纯镁相比，合金的极限抗拉强度提高了约111%。体外和体内实验结果均表明该合金具有良好的生物相容性。组织学评估和生理指标分析表明，降解过程没有造成显著的组织损伤、炎症和泌尿系统损伤。从尿动力学结果来看，支架还改善了术后膀胱功能。我们的研究结果表明了这种合金作为抗菌生物降解尿植入材料的潜力。

01、研究内容简介

作为一种常见的梗阻性泌尿疾病，输尿管梗阻通常由外源性压迫引起。输尿管梗阻治疗的主要目的是优化肾功能和缓解症状。传统的治疗方法包括开放性内泌尿外科手术和微创技术，而支架置入术已成为当前首选的治疗方法。聚合物是制造输尿管支架最广泛使用的传统材料，尤其是双J支架，尤其适合短期治疗。然而，为了预防各种并发症，包括硬结、周围感染、复发性狭窄，甚至肿瘤长入，频繁的置换是必要的。与聚合物基输尿管植入材料相比，金属材料具有更高的固有抗菌活性和更好的机械性能。为了预防各种并发症，包括硬结、周围感染、复发性狭窄，甚至肿瘤，需要经常进行置换。临床上已经使用了几种金属输尿管支架，包括MemokathTM、ResonanceTM、UventaTM等。然而，在长期的植入过程中，由于生物膜形成而导致的感染和菌尿是难以避免的。

对于传统的输尿管支架来说，恒定的表面将不可避免地被生物膜覆盖。根据Beysens的研究，24%的病例在术后前4周发现生物膜上有细菌定植，6周后超过70%,而常规治疗对预防这些并发很难奏效。例如，Akay等人报告了在整个植入期间进行的长期抗生素治疗，但没有观察到感染的显著缓解。因此，生物可降解支架因其不断降解表面的天然优势而获得越来越多的研究兴趣。与其他两种常用的可生物降解金属材料一样，铁和锌、镁及其合金也具有固有的抗菌活性。已有多个研究证明，当镁合金在人工尿液中降解时，细菌增殖显著减少。这种显著的抗菌活性，使镁合金成为可降解输尿管植入材料的良好选择。

之前的研究中，我们已经初步验证了使用镁锶合金制造可生物降解骨固定装置的适用性，我们还证明了可生物降解的含银镁合金在体外具有明显的抗菌活性。镁锶合金具有良好的力学性能和成骨活性，因此特别适合于骨植入器件的制备。然而在输尿管环境中使用时，镁锶合金的腐蚀速率不能广泛调节。因此，我们开发了Mg-Sr-Ag合金以获得更好的降解性能以及更强的抗菌活性。结合Mg-Sr合金优异的力学性能和银成分显著的抗菌活性，我们设计了一种创新的Mg-1.0Sr-0.5Ag（wt.%）合金。我们深入研究了该合金的生物相容性，尤其是其对泌尿系统和尿动力学的影响。

图1. 对照组和试验组动物的溶血结果（a）、血清白蛋白水平（b）、血清α-HBDH浓度（c）和血清ALT/AST率（d）

图2. Mg组（a）和JQ组（b）移植部位输尿管壁移行上皮细胞的透射电镜照片

在流变成形过程中，晶粒被充分球化和细化。成分分析结果表明，降解层中主要含有Mg（OH）2、MgO、Ca2CO4、SrCl2和AgCl。抗拉强度从纯镁的105兆帕提高至223.7兆帕。体外试验证明该合金具有极低的细胞毒性，四项关键生化指标显示了其良好的组织相容性。尿动力学结果显示，由于银离子释放带来的较高抗菌活性，Mg-Sr-Ag合金对膀胱功能的负面影响小于纯镁。由于这种抗菌活性，我们可以观察到尿液中的总菌量显著减少。该合金的其他优点还包括减少其他并发症的发生率，如不必要的留置时间引起的输尿管结石。这些发现证明了以Mg-Sr-Ag合金为代表的抗菌可生物降解金属材料作为输尿管植入材料巨大潜力。