[發明專利]一種具有抗菌功能可降解吸收的鎂鋅銅合金及其應用

在審

• 申請號: 201310535017.2
• 申請日: 2013-11-01
• 公開（公告）號: CN104593650A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 曲新華;戴尅戎
• 申請（專利權）人: 上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院
• 主分類號: C22C23/00
• 分類號: C22C23/00;C22C23/04;C22C23/06;A61L31/02;A61L31/10;A61L31/08;A61L31/14;A61L31/16
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

技術領域

本發明涉及一種合金材料，尤其涉及一種可用作醫用植入材料的具有抗菌功能的可體液降解的鎂鋅銅合金及其應用。

背景技術

醫用金屬材料以其優異的加工成形性能和耐腐蝕性能，成為骨科常用的內固定材料，正得到廣泛臨床應用。然而目前醫用金屬材料如不銹鋼、鈦合金等均為生物惰性材料，植入后作為異物長期留存在體內，會產生不同程度的組織反應。現在認為金屬材料在體內產生的磨損顆粒，不僅容易引發材料周圍的炎性反應而造成相關疾病的發生，還可能通過特定信號通路引起材料周圍骨質吸收甚至骨溶解造成內植物松動，嚴重影響手術治療效果和預后。另外，金屬材料的彈性模量往往遠大于人骨的彈性模量而造成應力遮擋效應，影響骨折愈合和患者的功能恢復。病愈后，骨折內固定等患者往往需經二次手術將金屬內植物取出，給患者帶來了新的臨床風險及額外的經濟負擔。

為解決上述問題，就需要研制新型的可降解吸收植入物材料。現在的研究方向主要集中在高分子聚合物和生物陶瓷材料，如聚羥基乙酸，聚乳酸，羥基磷灰石，生物玻璃。但這類材料韌性較差，不能產生協調性形變，而且強度較低，往往無法在骨折端負重應力區提供足夠的支撐作用，因而其在臨床的應用范圍十分局限，往往只能作為非負重區的骨填充修復材料。

內植物周圍感染仍然是骨科臨床中極為棘手的問題。一旦發生內植物周圍感染將會造成手術失敗和抗生素治療期的延長，從而帶來相關的藥物副作用；而為了治療局部感染而進行的擴大性清創術將加重原本存在的骨缺損，給病人帶來極大的痛苦和經濟負擔。針對抗生素全身用藥毒副作用大，感染局部治療效果差的缺點，目前的研究主要集中在將骨修復材料本身作為抗菌介質，將內植物材料植入骨缺損部位后，材料含有的抗菌成分將通過材料界面或材料內部釋放到骨周圍組織，從而實現對內植物周圍的局部抗感染治療，一方面減少了產生全身給藥副作用的風險，另一方面增加了內植物界面和周圍組織的局部藥物濃度，達到對內植物周圍感染的有效治療和預防。目前，針對此類抗菌材料主要有以下兩個研究方向：1）以多孔材料為載體負載抗生素，將材料作為載藥緩釋系統進行局部治療，但此類材料仍然無法解決不斷增加的多種耐藥致病菌對抗生素的耐受問題。2）在內植物材料表面被覆含有抗菌金屬離子的抗菌涂層，金屬離子可以廣譜抗菌，具有較好的抑菌作用，但是抗菌涂層由于厚度較薄，降解速度快，作用時間較短，無法實現術后較長時間對感染的預防和治療，而且此類涂層與內植物材料界面的結合力往往不夠，增加了涂層與內植物之間發生斷裂分層的隱患。

發明內容

本發明的目的在于克服上述不足，提供一種具有抗菌功能的可體液降解的醫用金屬材料，所述醫用金屬材料為鎂鋅銅合金，該合金具有良好抗感染性能和一定的成骨成血管性能。

本發明的第一方面是提供一種鎂鋅銅合金，所述鎂鋅銅合金的組分包含鎂、鋅和銅，其中，

鋅的含量為1-8wt%，優選為1.5-7wt%，更優選為2-6wt%，更優選為3-5wt%，例如3.5wt%、4wt%或4.5wt%；

銅的含量為≤3wt%，優選為≤2wt%，更優選為0.01-1wt%，更優選為0.05-0.75wt%，更優選為0.1-0.5wt%，例如0.2wt%、0.3wt%或0.4wt%；

余量為鎂。

優選地，所述鎂鋅銅合金的組分還包括微量元素，所述微量元素為稀土元素中的一種或多種，和/或鈣、鐵、鍶、鋯、錫、鎳、銀和鋁中的一種或多種。

其中，所述稀土元素可以為鑭（La）、釤（Sm）、銪（Eu）、釓（Gd）、鋱（Tb）、鏑（Dy）、鈥（Ho）、鉺（Er）、銩（Tm）、鐿（Yb）、釹（Nd）、镥（Lu）、鈧（Sc）和釔（Y）中的一種或多種。

優選地，所述微量元素中的每種元素的含量＜4wt%，更優選為≤1.5wt%。

優選地，所述微量元素的含量＜4wt%，更優選為0.01-3.99wt%，更優選為0.5-3.2wt%，更優選為0.8-2.2wt%，更優選為1-1.5wt%。

優選地，按鎂鋅銅合金的總量計，所述微量元素包括：

稀土元素＜4wt%，更優選為0.01-3.99wt%，更優選為0.01-3.2wt%，更優選為0.01-2wt%，更優選為0.01-1wt%；

鈣＜4wt%，更優選為0.01-3.99wt%，更優選為0.1-3.2wt%，更優選為0.1-2.2wt%，更優選為1-1.5wt%；