[發(fā)明專利]一種醫(yī)用可降解鎂鉍合金板的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410217464.8
• 申請日: 2014-05-21
• 公開（公告）號: CN103993187A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程偉麗;王紅霞;許春香;張金山;李黎忱;田權(quán)偉;張輝;霍瑞;王淼
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C23/00;C22F1/06;A61L27/04
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 江淑蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種醫(yī)用可降解鎂鉍合金板的制備方法，屬于生物醫(yī)用合金的制備及應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鎂合金具有良好的生物相容性和力學(xué)相容性，第三代醫(yī)用材料必須具備可降解性和生物活性，鎂合金作為新一代醫(yī)用植入材料具有廣闊的發(fā)展前景。

鎂合金密度1.7～2.0g·cm^-3，接近于自然骨密度1.8～2.1g·cm^-3，其抗壓強度和抗伸強度比可降解的聚合物更高；與鈦合金、鉻合金、不銹鋼相比，鎂合金的彈性模量更接近天然骨骼，可有效的避免由于彈性模量不匹配引起的應(yīng)力遮擋效應(yīng)。

鎂合金是骨組織修復(fù)及替代材料研究的熱點，其生物可降解性較強，是人體骨移植、骨修復(fù)的優(yōu)選材料，也避免了二次手術(shù)給患者帶來的痛苦及經(jīng)濟負擔(dān)；鎂合金也是心血管支架材料，可有效減少血管內(nèi)膜增生和血栓，被譽為最優(yōu)金屬生物材料；鎂合金在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中也存在降解速度快、降解不均勻的問題，例如201110043303.8專利，Mg-Zn-Y-Nd鎂合金，做成的骨釘、骨板由于降解速度快、不均勻，很難滿足臨床要求；還有的鎂合金耐蝕性和強韌性差，使醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用受到很大局限。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的

本發(fā)明的目的是針對背景技術(shù)的情況、醫(yī)用骨組織修復(fù)材料的特性，采用鎂、鉍化學(xué)物質(zhì)，經(jīng)過熔煉鑄錠、均質(zhì)處理、交叉軋制、低溫回火，制成醫(yī)用鎂鉍合金，以大幅度提高醫(yī)用合金的強度、韌性和伸長率，擴大醫(yī)用合金的使用范圍。

技術(shù)方案

本發(fā)明使用的化學(xué)物質(zhì)材料為：鎂、鉍、二氧化碳、氮氣、氬氣、精煉劑、無水乙醇、砂紙，其準(zhǔn)備用量如下：以克、毫升、毫米、厘米³為計量單位

制備方法如下：

(1)精選化學(xué)物質(zhì)材料

對制備使用的化學(xué)物質(zhì)材料要進行精選，并進行質(zhì)量純度、含量控制：

(2)熔煉、澆鑄鎂鉍合金錠

鎂鉍合金錠的熔煉、澆鑄是在熔煉爐中進行的，是在加熱熔煉、添加精煉劑、惰性氣體保護下、澆鑄冷卻的過程中完成的；

①制備開合式模具

開合式模具用不銹鋼材料制作，模具型腔為矩形，型腔表面粗糙度為Ra0.08～0.16μm；

②切制鎂塊

將鎂塊置于切割機上切割，成60mm×50mm×40mm塊狀；

③清理熔煉坩堝

用金屬鏟、金屬刷清理熔煉坩堝內(nèi)部，用無水乙醇進行擦洗，然后晾干，使坩堝內(nèi)潔凈；

④熔煉

將熔煉坩堝置于熔煉爐內(nèi)，并密閉；然后由加料管加入鎂塊500g±1g；開啟電阻熔煉爐，當(dāng)爐溫升至300℃時，向爐內(nèi)輸入CO₂+N₂混合氣體，混合氣體輸入速度150cm³/min，混合氣體比例為CO₂:N₂＝1:10；

當(dāng)爐溫升至720℃±2℃時，恒溫保溫攪拌15min，鎂塊熔化成熔液；

將鉍粉50g±1g由加料管加入熔煉坩堝；

繼續(xù)加熱升至740℃±2℃，恒溫保溫攪拌10min；

然后由加料管加入精煉劑8g±0.25g，繼續(xù)攪拌5min；

然后停止攪拌，使熔液靜置20min；

然后降低熔液加熱溫度至700℃，在此溫度進行澆鑄；

將熔煉坩堝對準(zhǔn)開合式模具澆注口，進行澆鑄，澆滿為止；

在熔煉過程中，鎂、鉍在精煉劑的作用下將進行合金化反應(yīng)，反應(yīng)式如下：

式中：α-Mg：鎂基體，Mg₃Bi₂：鎂鉍相

熔煉后，關(guān)閉電阻熔煉爐，停止輸入CO₂+N₂氣體，使開合式模具內(nèi)的鎂鉍合金隨爐冷卻至25℃，鎂鉍合金冷卻后成鎂鉍合金錠；

⑤脫模

打開熔煉爐，打開開合式模具，取出鎂鉍合金錠；

⑥清理鎂鉍合金錠

將鎂鉍合金錠置于鋼質(zhì)平板上，用機械清理鎂鉍合金錠表面及周邊，使之平整；

用砂紙打磨鎂鉍合金錠表面及周邊，使之光潔；

(3)均質(zhì)處理鎂鉍合金錠

①將鎂鉍合金錠置于熱處理爐中，并密閉；

②抽取熱處理爐中空氣，使?fàn)t內(nèi)壓強達1×10^-3MPa；