[發明專利]一種生物醫用可降解鎂基塊體非晶合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201410234982.0
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN104018100A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 張濤;逄淑杰;李海飛
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: C22C45/00
• 分類號: C22C45/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉;孟卜娟

1.一種生物醫用可降解鎂基塊體非晶合金，其特征在于：所述合金由Mg、Zn、Ca和Sr四種元素組成，化學成分為Mg_aZn_bCa_cSr_d，其中a的原子百分比為60～73，b的原子百分比為22～35，c的原子百分比為2～6，d的原子百分比為0～2，且a+b+c+d＝100。

2.根據權利要求1所述的生物醫用可降解鎂基塊體非晶合金，其特征在于：所述a的原子百分比為60～65，b的原子百分比為29～35，c的原子百分比為2～6，d的原子百分比為0～2，且a+b+c+d＝100。

3.根據權利要求1所述的生物醫用可降解鎂基塊體非晶合金，其特征在于：所述a的原子百分比為66～68，b的原子百分比為26～32，c的原子百分比為2～6，d的原子百分比為0～2，且a+b+c+d＝100。

4.根據權利要求1所述的生物醫用可降解鎂基塊體非晶合金，其特征在于：所述a的原子百分比為69～73，b的原子百分比為22～29，c的原子百分比為2～6，d的原子百分比為0～2，且a+b+c+d＝100。

5.根據權利要求1-4任意之一所述的生物醫用可降解鎂基塊體非晶合金，其特征在于：制得的Mg_aZn_bCa_cSr_d塊體非晶合金的組成元素均為無生物毒性元素，不含高生物毒性的Cu和Ni元素，潛在生物毒性大大降低。

6.根據權利要求1-4任意之一所述的生物醫用可降解鎂基塊體非晶合金，其特征在于：制得的Mg_aZn_bCa_cSr_d塊體非晶合金具有較高的非晶形成能力，非晶形成臨界尺寸為6mm。

7.根據權利要求1-4任意之一所述的生物醫用可降解鎂基塊體非晶合金，其特征在于：制得的Mg_aZn_bCa_cSr_d塊體非晶合金具有較好的力學性能，室溫壓縮斷裂強度為750～900MPa，彈性應變為1.9％，楊氏模量為38～48GPa，比強度為2.75×10⁵～2.9×10⁵Nm/kg。

8.根據權利要求1-4任意之一所述的生物醫用可降解鎂基塊體非晶合金，其特征在于：制得的Mg_aZn_bCa_cSr_d塊體非晶合金在模擬人體溶液中表現出適宜的腐蝕速率(0.1～1.0mm/year)，和較低的氫氣析出量，為0.02～0.15ml/(cm²·d)。

9.根據權利要求1-4任意之一所述的生物醫用可降解鎂基塊體非晶合金，其特征在于：制得的Mg_aZn_bCa_cSr_d塊體非晶合金在與鼠成骨細胞共培養實驗中表現出低的細胞毒性，細胞貼壁良好，形態健康，細胞有明顯偽足，活動能力良好。

10.采用銅模鑄造法制備權利要求1-4任意之一所述的生物醫用可降解鎂基塊體非晶合金的方法，其特征在于包括有下列步驟：

步驟一：配料

按Mg_aZn_bCa_cSr_d的名義成分稱取各元素，其中，鎂(Mg)的質量百分比純度為99.9％；鋅(Zn)的質量百分比純度為99.9％；鈣(Ca)的質量百分比純度為99.9％；鍶(Sr)的質量百分比純度為99％；

步驟二：熔煉制Mg_aZn_bCa_cSr_d母合金

將步驟一稱得的所需原料放入真空感應熔煉爐中，調節熔煉爐的真空室的真空度至1×10^－2～3×10^－2Pa，然后充高純氬氣使真空室的真空度至0.5×10⁵～0.8×10⁵Pa，熔煉溫度650～900℃、熔煉10～20min后，隨爐冷卻，取出，得到第一合金錠；

翻轉第一合金錠，放入真空感應熔煉爐中，調節熔煉爐的真空室的真空度至1×10^－2～3×10^－2Pa，然后充高純氬氣使真空室的真空度至0.5×10⁵～0.8×10⁵Pa，熔煉溫度650～900℃、熔煉10～20min后，隨爐冷卻，取出，制得Mg_aZn_bCa_cSr_d母合金；

步驟三：銅模鑄造法制備Mg_aZn_bCa_cSr_d塊體非晶合金試樣

將步驟二制備得到的Mg_aZn_bCa_cSr_d母合金放入快速凝固感應爐中，調節感應爐的真空室的真空度至7×10^－2～2×10^－1Pa，然后充高純氬氣使真空室的真空度至0.4×10⁵～0.6×10⁵Pa；

調節感應電流至150～250mA，待母合金完全熔化后將熔體噴射入銅模中，并隨銅模冷卻，即制得Mg_aZn_bCa_cSr_d塊體非晶合金試樣。