[發明專利]一種生物醫用可降解鎂合金的生物活性表面涂層及制備

無效

• 申請號: 201310043806.4
• 申請日: 2013-02-04
• 公開（公告）號: CN103120805A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 林瀟;譚麗麗;楊柯;萬鵬;于曉明
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: A61L27/30
• 分類號: A61L27/30
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

技術領域

本發明屬于生物材料技術領域，特別適用于生物醫用材料的表面改性領域；具體涉及為一種生物醫用可降解鎂合金的生物活性表面涂層及制備。

背景技術

近年來，鎂合金以其良好的生物力學性能、生物相容性和體內可降解性能，而受到人們的極大關注，有望成為新一代可降解植入材料。鎂合金具有高的比強度和比剛度，其強度最高要超過200MPa；純鎂密度在1.74g/cm³左右，與人骨的密質骨密度（1.75g/cm³）相當；鎂合金的楊氏模量約為45GPa，比其它醫用金屬更接近人骨的彈性模量（20GPa左右），可明顯減小應力遮擋效應。

鎂合金作為可降解植入材料，植入后的降解速度過快，特別是在植入初期，導致局部高的pH值環境，使傷口不易愈合，并產生炎癥反應等問題。同時因為降解過快，鎂合金的降解產物氫氣未能被機體及時吸收而形成氣泡在組織局部聚集。為了控制鎂合金在體內的降解速度，可采用表面處理、純凈化及合金化等方法，表面處理方法是其中非常重要的途徑。表面化學轉化膜、化學沉積技術、電化學沉積、高分子涂層技術等都已應用于生物可降解鎂合金的表面處理，以期控制鎂合金在人體環境中的腐蝕速度。采用上述方法在可降解鎂合金表面制備出的涂層往往生物活性較低，缺乏促進周圍骨組織生長的能力。

鍶（Sr）是人體中存在的一種微量元素，鍶元素具有良好的骨相容性，能夠促進成骨細胞的生長，促進骨的重建過程，同時能夠抑制破骨細胞的生長，防止溶骨現象。近年來用含鍶物質促進骨愈合的研究引起人們的廣泛關注。將鍶元素引入可降解鎂合金表面涂層中，有望提高鎂合金植入器件的生物活性，促進周圍骨組織的愈合。目前尚未見將鍶元素引入到可降解鎂合金表面涂層中的報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種生物醫用可降解鎂合金的生物活性表面涂層及制備，本發明可以控制可降解鎂合金的降解速度，并具有良好的生物活性。

本發明提供了一種生物醫用可降解鎂合金的生物活性表面涂層，該生物活性表面涂層的特征為引入鍶元素作為涂層的活性元素，鍶元素的原子百分比為1~10at.%，涂層的厚度為1~25μm。

本發明還提供了所述生物活性表面涂層的制備方法，該生物活性表面涂層的制備方法可以為化學沉積，電化學沉積和微弧氧化方法。

本發明提供的所述生物活性表面涂層的制備方法，所述化學沉積法是將鎂或鎂合金浸入一定成分的含鍶元素的溶液中，在37~100℃溫度下，在鎂或鎂合金表面反應沉積一層含鍶元素的化學沉積涂層。所述電化學沉積法是將鎂或鎂合金浸入一定的含鍶元素溶液中，并在鎂或鎂合金周圍加一電場，在電壓為0.1~0.5V、溫度為25~90℃條件下，溶液中的離子定向移動，并在鎂或鎂合金表面進行電化學反應和化學反應，最終在其表面形成含鍶的涂層。所述微弧氧化法是將鎂或鎂合金浸入特定的含鍶元素的電解液中，通以300~500V電壓、500~1000Hz頻率的交流電信號，在交流電壓作用下，鎂或鎂合金與電解液的中成分發生化學及電化學反應，在鎂或鎂合金表面生成一層含鍶的陶瓷層。

本發明提供的所述生物活性表面涂層的制備方法，所述鎂或鎂合金包括：純鎂；現有商用鎂合金，如Mg-Mn，Mg-Al-Zn，Mg-Al-Mn,Mg-Al-Si，Mg-Al-RE，Mg-Al-Ca，Mg-Al-Ca-RE，Mg-Al-Sr，Mg-Zn-Zr，Mg-Zn-Al，Mg-Zn-Al-Ca，Mg-Zn-Mn，Mg-RE-Zr，Mg-RE，Mg-RE-Mn，Mg-RE-Zn，Mg-Sr，Mg-Si，Mg-Ca,Mg-Zn,Mg-Nd-Zn-Zr等鎂合金系；以及為了提高鎂合金性能而設計的新的鎂合金體系。

本發明提供的所述生物活性表面涂層的制備方法，所述化學沉積或電化學沉積方法，其電解液中含鍶物質為硝酸鍶；所述微弧氧化處理方法，電解液中的含鍶物質為氫氧化鍶。