在可持续、安全且经济医疗材料的迫切需求驱动下，可降解金属的设计愈发追求“以更少合金化获得更高强度与生物功能”。为此，北京科技大学王鲁宁、石章智团队等人提出“高强化效率（high-SE）”理念，旨在通过<1 wt.%的微量元素协同调控，同步实现力学性能跃升与多重生物功能集成，为下一代锌基骨科植入物的临床可及性提供新范式。

相关研究成果以“Bacterial Membrane Vesicles: Next-Generation Nanoscale Antibacterial Biomaterials”为题于近期发表在Advanced Materials上。

本文要点：

（1）本文通过“高强化效率”设计策略，创制出Zn-0.8Mn-0.1Mg与Zn-0.8Mn-0.1Li两种新型合金：其总合金化量<1 wt.%，却实现屈服强度369–397 MPa、延伸率42–57%，强化效率高达6.4–6.8，为目前已报道高强高塑锌合金（YS>300 MPa、EL>40%）的最高水平。

（2）依托Zn²⁺、Mn²⁺与Li⁺/Mg²⁺的协同释放，两合金兼具优异抗菌活性、细胞相容性、可控降解速率及体内成骨能力，展现卓越的“降解-成骨”耦合效应。

（3）其中，Zn-0.8Mn-0.1Mg通过激活PI3K/Akt/HIF-1α信号轴，级联调控免疫应答（IGF2、P2rx5）、抗炎反应（Nfkbia抑制）及细胞能量代谢（Ndufaf3），成骨效能更为显著。

（4）综上所述，本研究确立了高效合金设计的新范式，在力学与生物功能双重维度实现同步突破，为下一代锌基骨科植入物的临床转化提供了可扩展框架。

参考资料：

https://doi.org/10.1002/adma.202522486

期刊简介：

Advanced Materials是由Wiley出版社于1988年创办的材料科学领域顶尖期刊，涵盖材料化学、材料物理、生物材料、纳米材料、光电材料、金属材料、无机非金属材料和电子材料等子学科。