|用液态金属就可以修复破损的骨骼?

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用液态金属就可以修复破损的骨骼?过去有些老人补的牙不是金牙 , 也不是烤瓷的 , 而是一种银闪闪的牙 , 特别好看 , 这种补牙材料叫作汞齐 , 这是一种以汞金属为主体的合金 。

汞是一种能在常温下保持液态的金属 , 在古代 , 人们用汞来溶解各种金属 , 包括金、银、铜、铅、锡等 。 这些金属溶在汞里之后 , 就被称为汞齐 , 比如黄金加在汞里就是金汞齐 , 白银加在汞里就是银汞齐 。



刚制作出来的汞齐是一种浓稠的液体 , 但它一点都不黏 , 主要是因为它的表面张力大 , 不容易浸润 。 你可能见过有关水银的视频 , 不管是和玻璃、陶瓷还是塑料接触 , 只要轻轻一推 , 水银珠就会像固态金属球那样滚动 , 而不会有残留 , 刚做出来的汞齐也是这样的 。 但是时间一久 , 汞齐就会慢慢固化 , 变得坚硬 , 这在学术界叫“相变” 。

利用这两个特点 , 我们就可以把汞齐镶到缺失的牙龈里面:当它是液体的时候 , 它的可塑性很好 , 很方便定型 , 还能和牙根部特别吻合;而等它固化了以后 , 就很耐用了 。 最常用的一种假牙材料就是银汞齐 。


作为一种经典的液态金属 , 汞齐在过去常常用来补牙 。 而牙齿不就是骨骼的一部分吗?既然能补牙 , 是不是也能修复受损的骨骼呢?答案是否定的 。 因为水银有毒 , 一旦汞齐里的汞析出、进入身体 , 那可就麻烦了 。 换句话说 , 汞齐材料实际上有健康风险 。

因此 , 虽然用汞齐补牙在技术上说非常不错 , 但考虑到安全性 , 现在汞齐材质的假牙 , 基本都被淘汰了 。

那么问题来了 , 既然汞齐不合适 , 有没有其他的液态金属可以使用呢?

纵观整个元素周期表里 , 其实只有汞这一种金属在常温下是液态的 , 它的熔点只有零下39℃ 。 但如果我们把范围扩大一些就会发现 , 有一些金属不需要太高的温度 , 也能熔化 。

比如镓元素 , 它的性质和铝有些像 , 但是熔点也很低 , 只要30℃就会熔化 , 放在手心就能溶化 。 还有铋元素 , 它的熔点是270℃ , 也不算太高 。 更重要的是 , 镓元素和铋元素都没有毒性 。

清华大学生物医学工程系的汪鸿章教授的团队 , 在对液态金属进行研究时 , 就常常使用镓和铋这些金属作为材料的基础 , 再去添加其他材料 。 如果比例合适 , 就能制出像银汞齐这样能补牙的液态金属材料 , 而且不含有任何毒性 。


制作液态金属材料 , 实际上就是制作合金 , 这个工作既容易又复杂 。 容易的是 , 只要把合适的金属掺到一起 , 再添加一些微量元素 , 目标就实现了;

但复杂的是 , 想要找到这个配方 , 也就是确定把哪些金属和微量元素添加到一起 , 以及按照什么比例添加 , 这可就困难了 , 需要全面的理论知识 , 和反复的实践测试 。

汪鸿章的团队在做了大量的尝试之后 , 终于找到了一种理想的合金 , 能够用于骨科治疗的液态金属材料 , 涉及的金属有四种 , 分别是铋、铟、锡和锌 , 它们的比例分别是35%、48.6%、16%和0.4% 。

这种新型的液态金属材料可以作为骨科创伤的修复材料 , 具有广阔的前景 , 而这种合金能成为骨骼治疗最佳材料的主要原因有三点:

首先最重要的一点是 , 它的熔点很低 , 只有61℃ , 这是人体能够短时间承受的温度 。 所以把这种合金熔化成液态给病人使用的时候 , 就不容易造成灼伤 。 而且 , 只要28秒它就可以降温到47℃ 。 这是骨骼修复的临界值 , 在这个温度以下 , 骨骼可以顺利地修复 。