一種Mg-Sr-Zn系合金及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種Mg-Sr-Zn系合金及其制備方法。所述合金包括Mg、Sr和Zn；以重量百分比計，所述醫用植入體中，Sr的含量為0~5%，但不為零，Zn的含量為0~2%，但不為零，余量為Mg。將所述Mg、Sr、Zn和微量元素按照下述1）~2）中任一種方式進行混合得到混合物：1）Mg、Sr和Zn；和2）Mg、Sr、Zn和微量元素；在CO2和SF6氣氛保護下，將所述混合物進行熔煉，即得到所述合金。本發明專利技術的可降解吸收Mg-Sr-Zn系鎂合金，選用人體必需金屬元素，不含有害或潛在有害元素，其中的合金化元素Sr可促進成骨，抑制骨吸收，從而伴隨Mg-Sr-Zn系合金降解促進組織愈合。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及，屬于醫用金屬材料領域。
技術介紹
目前醫用生物可降解材料主要為可降解高分子材料和可降解陶瓷材料。可降解高分子材料包括聚羥基乙酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、聚乙酸內酯(PCL)及其共聚物、天然多糖類材料(纖維素、甲殼素)和天然蛋白質材料(膠原、纖維蛋白)等，雖然這種材料能夠完全被人體吸收，但其強度低，很難提供結構支撐的功能，且其體內降解產物易引發炎癥反應等問題。可降解陶瓷材料包括羥基磷灰石、α -磷酸三鈣、β -磷酸三鈣和磷酸氧四鈣，但是這種材料的韌性差，無法協調變形。生物醫用金屬材料因其優良的力學性能、生物相容性和耐腐蝕性，在醫療器械領域廣泛使用。目前生物醫用金屬材料主要為316L、317L、304V不銹鋼、Co-Cr-Mo合金、純鈦、 Ti-6Al-4V、TiNi合金等，其主要缺點是不可降解，在體內將永久性以“異體”形式存在。同時，不銹鋼、Co-Cr-Mo合金和鈦合金的力學性能尤其是彈性模量與骨組織不匹配，如不銹鋼的彈性模量約為200GPa，鈦合金約為lOOGPa，而骨組織的彈性模量只有10_40GPa，因此導致金屬植入體植入后將承載幾乎全部載荷，造成骨組織的應力遮擋現象，即植入體周圍骨組織萎縮或疏松。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供，本專利技術提供的醫用植入體為一種可降解吸收、力學性能與骨組織匹配、生物相容性與耐腐蝕性能良好的可降解吸收性Mg-Sr-Zn系合金醫用植入體。本專利技術所提供的一種Mg-Sr-Zn系合金,包括Mg、Sr和Zn ；以重量百分比計，所述合金中，Sr的含量為(Γ5%，但不為零，Zn的含量為(Γ2%，但不為零，本專利技術提供的合金可為致密結構或多孔結構。上述的合金中，所述合金還包括微量元素,所述微量元素具體可為猛、錯、錫、稀土和釔中至少一種；所述合金中中，所述微量元素的質量百分含量可為(Γ2%，但不為零。上述的合金中，所述合金中，錳的質量百分含量不大于I. 5%，鋯的質量百分含量不大于1%，錫的質量百分含量不大于2%，稀土的質量百分含量不大于2%，以及釔的質量百分含量不大于1%。上述的合金中，所述合金的表面還涂覆可降解高分子涂層或可降解陶瓷涂層。上述的合金中的具體組成如下由Mg、Sr和Zn組成，Sr的質量百分含量為2°/Γ5%、 Zn的質量百分含量為1% 2%和余量的Mg，具體可為97%的Mg、2%的Sr和1%的Zn或93%的 Mg,5% 的 Sr 和 2% 的 Zn ;由 Mg,Sr,Zn 和 Sn 組成，如 95% 的 Mg,3% 的 Sr、I. 5% 的 Zn 和 O. 5% 的Sn。上述的合金中，所述可降解高分子涂層可為聚羥基乙酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、 L-聚乳酸(PLLA)、聚己酸內酯(PCL)、聚氰基丙烯酸酯(PACA)、聚對二氧雜環己烷酮、聚酸酐、聚膦腈、氨基酸類聚合物、聚β -羥基丁酸酯和羥基戊酸酯或其共聚物中的一種或一種以上混合物；所述可降解陶瓷涂層可為羥基磷灰石、含鍶羥基磷灰石、含氟羥基磷灰石、α -磷酸三鈣、磷酸三鈣和磷酸氧四鈣中的一種或一種以上混合物；所述可降解高分子涂層或可降解陶瓷涂層的厚度均可為O. Of 5mm。本專利技術提供了上述的合金的制備方法，包括如下步驟將所述Mg、Sr、Zn和微量元素按照下述I) 2)中任一種方式進行混合得到混合物I) Mg、Sr 和 Zn;和2) Mg、Sr、Zn 和微量元素；在CO2和SF6氣氛保護下，將所述混合物進行熔煉，即得到所述合金，為致密結構。上述的制備方法中，所述熔煉的溫度可為70(T85(TC，所述熔煉的時間可為 30mirT4h，如在 850°C下反應 30min。所述Sr可以Mg-Sr中間合金的形式進行添加。上述的制備方法中，所述方法還包括將所述合金進行機械加工的步驟；所述機械加工為軋制、鍛造、擠壓和快速凝固中的一種或一種以上加工方法；所述軋制包括如下步驟將所述合金進行固溶處理，然后依次經粗軋、中軋和精軋；如在30(T500°C下固溶處理2 20小時，然后在40(T500°C進行粗軋，道次壓下量為 10 15% ;在35(T400°C進行中軋，道次壓下量30 60% ;在20(T350°C進行精軋，道次壓下量 5 10% ；所述鍛造的溫度可為20(T400°C，鍛造速率可為200mm/iT400mm/S，鍛造率可為 5% 15% ；所述擠壓的溫度可為20(T40(TC，如270°C，擠壓速率可為O. f50mm/min，如2mm/ min，擠壓比可為10 100，如25 ；所述快速凝固是采用高真空快淬系統在Ar氣保護下制成快速凝固薄帶，其中加料量為2 8g，感應加熱功率為3 7kW，噴嘴與輥間距為O. 8mm,噴射壓力為O. 05、. 2MPa，輥輪轉速為50(T5000r/min，噴嘴狹縫尺寸為IfilmX8mmX6mm ;然后將薄帶破碎成粉末狀， 200^350 °C真空熱壓為I 24h，制成Mg-Sr-Zn系合金擠壓坯，然后于200 400 °C范圍內擠壓， 擠壓比為10 60。本專利技術還提供了另一種上述的合金的制備方法，包括如下步驟將所述Mg、Sr、Zn 和微量元素按照下述I) 2)中任一種方式進行混合得到混合物I) Mg、Sr 和 Zn ;和2) Mg、Sr、Zn 和微量元素；將所述混合物進行燒結，然后經冷卻即得到所述合金，即為多孔結構；所述燒結為下述任一種方法元素粉末混合燒結法、預合金粉燒結法和自蔓延高溫合成法。所述元素粉末混合燒結法包括如下步驟在Ar氣保護氣氛的條件下進行燒結，以 2 4°C /min的速率升溫至20(T50(TC后，接著以30°C /min的速率升溫至650°C，燒結I 12小時，然后爐冷降溫，得到多孔結構的醫用植入體。所述預合金粉燒結法包括如下步驟將所述混合物置于30(T650°C的條件下進行熱處理f 12小時，如在650°C的條件下熱處理4小時得到多孔結構的合金。所述自蔓延高溫合成法包括如下步驟在惰性氣體保護下，氣體壓力 I X IO3-I X IO5Pa, 20(T700°C下點燃所述混合物進行自蔓延高溫合成，得到多孔結構的合金。上述的制備方法中，所述方法還包括向所述合金的表面涂覆所述可降解高分子涂層或可降解陶瓷涂層的步驟；通過提拉法或勻膠法涂覆所述可降解高分子涂層；通過離子噴涂、電沉積或陽極氧化方法涂覆所述可降解陶瓷涂層；所述可降解高分子涂層和可降解陶瓷涂層的厚度可為5 50微米，如1(Γ30微米。所述提拉法包括如下步驟將Mg-Sr-Zn系合金進行酸洗，同時將所述可降解高分子涂層的材料溶解在有機溶劑中制成高分子材料膠體，然后將酸洗后的Mg-Sr-Zn系合金在高分子材料膠體中浸涂后勻速拉出進行離心處理，得到表面涂覆有可降解高分子涂層的可降解吸收性Mg-Sr-Zn系合金醫用植入體。所述有機溶劑優選三氯乙烷。所述勻膠法包括如下步驟將Mg-Sr-Zn系合金進行酸洗，同時將所述可降解高分子涂層的材料溶解在有機溶劑中制成高分子材料膠體，然后將高分子材料膠體滴在合金表面，利用勻膠機高速旋轉使膠體鋪展到合金上形成薄層，干燥以去除多余溶劑，多次涂覆以達到最佳效果，得到表面涂覆有可降解高分子涂層的可降解吸收性Mg-Sr-Zn系合金醫用植入體。所述有機溶劑優選三氯乙烷本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種Mg?Sr?Zn系合金，其特征在于：所述合金包括Mg、Sr和Zn；以重量百分比計，所述合金中，Sr的含量為0~5%，但不為零，Zn的含量為0~2%，但不為零。

【技術特征摘要】
1.一種Mg-Sr-Zn系合金,其特征在于所述合金包括Mg、Sr和Zn ；以重量百分比計，所述合金中，Sr的含量為(Γ5%，但不為零，Zn的含量為(Γ2%，但不為零。2.根據權利要求I所述的合金，其特征在于所述合金還包括微量元素，所述微量元素為錳、鋯、錫、稀土和釔中至少一種；所述合金中，所述微量元素的質量百分含量為(Γ2%，但不為零。3.根據權利要求2所述的合金，其特征在于所述合金中，錳的質量百分含量不大于 1.5%，鋯的質量百分含量不大于1%，錫的質量百分含量不大于2%，稀土的質量百分含量不大于2%，以及釔的質量百分含量不大于1%。4.根據權利要求1-3中任一項所述的合金，其特征在于所述合金的表面還涂覆可降解高分子涂層或可降解陶瓷涂層。5.根據權利要求4所述的合金，其特征在于所述可降解高分子涂層為聚羥基乙酸、聚乳酸、L-聚乳酸、聚己酸內酯、聚氰基丙烯酸酯、聚對二氧雜環己烷酮、聚酸酐、聚膦腈、氨基酸類聚合物、聚β -羥基丁酸酯和羥基戊酸酯或其共聚物中的一種或一種以上混合物；所述可降解陶瓷涂層為羥基磷灰石、含鍶羥基磷灰石、含氟羥基磷灰石、α -磷酸三鈣、 β-磷酸三鈣和磷酸氧四鈣中的一種或一種以上混合物；所述可降解高分子涂層或可降解陶瓷涂層的厚度為O. Of 5mm。6.權利要求1-5中任一項所述的合金的制備方法,包括如下步驟將所述Mg、Sr、Zn和...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭玉峰，顧雪楠，李楠，
申請(專利權)人：北京大學，
類型：發明
國別省市：