[發(fā)明專利]具有可調(diào)節(jié)降解率的鎂合金

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480015273.1
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN105143483B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: T.英溫克爾里德;S.貝克;P.烏戈維特澤;J.勒夫勒
• 申請（專利權(quán)）人: 德普伊新特斯產(chǎn)品公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 羅文鋒,彭昶

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求提交于2013年3月14日的美國臨時申請61/783,554、提交于2013年11月26日的美國臨時申請61/909,100和提交于2014年2月21日的美國臨時申請61/942,951的優(yōu)先權(quán)，這些臨時申請的公開內(nèi)容據(jù)此全文以引用方式并入本文。

背景技術(shù)

追溯至20世紀(jì)30年代，不少外科醫(yī)生已在臨床上使用鎂植入物來治療骨折。舉例來說，J.Verbrugge(1934年)向21名骨折病人體內(nèi)植入了純鎂植入物和含有8％鋁的鎂合金植入物。然而，在第二次世界大戰(zhàn)之后，人們逐漸不再使用鎂作為可吸收植入材料。近幾年來研究人員重新對可吸收鎂植入物產(chǎn)生了興趣。鎂研究工作主要集中在開發(fā)合金和涂料，主要目標(biāo)是控制降解率、避免在降解期間形成氣泡并避免產(chǎn)生潛在有害的合金元素。因此需要具有均勻降解行為的鎂合金，其降解率可根據(jù)需要進行控制和/或調(diào)整。

商業(yè)級純鎂(3N-Mg)與AZ91或WE43這樣的合金相比機械性能較差。使純鎂變硬很不容易實現(xiàn)。可利用塑性變形誘導(dǎo)動態(tài)重結(jié)晶，精制出晶粒微結(jié)構(gòu)(例如通過擠出)，由此實現(xiàn)這種硬化。精細(xì)的晶粒微結(jié)構(gòu)不僅是合金達到更高強度等級所必需的，也是避免呈現(xiàn)機械性能各向異性(拉伸和壓縮的強度差異)所需要的。但這種微結(jié)構(gòu)可能不穩(wěn)定。

本發(fā)明的實施例解決了上述一個或多個難題。

發(fā)明內(nèi)容

本公開提供了本發(fā)明的若干示例性實施例，這些實施例中的一些在下文論述。

在一個方面，本發(fā)明提供了MgZnCa合金組合物和具有基于此類合金組合物的三維結(jié)構(gòu)的植入物。

在一個實施例中，該MgZnCa合金組合物包含鎂基質(zhì)，并任選地包含納米沉淀物；其中該組合物包含在0.1重量％的Zn至2.0％的Zn的范圍內(nèi)的Zn含量；在0.2重量％的Ca至0.5重量％的Ca的范圍內(nèi)的鈣含量；一定量的一種或多種其它元素；以及其余含量為鎂；其中該納米沉淀物的惰性比鎂基質(zhì)或其混合物的惰性小或者大。在另一個實施例中，該MgZnCa合金組合物基本上由以下物質(zhì)組成：鎂基質(zhì)，以及任選地納米沉淀物；其中該組合物包含在0.1重量％的Zn至2.0％的Zn的范圍內(nèi)的鋅含量；在0.2重量％的Ca至0.5重量％的Ca的范圍內(nèi)的鈣含量；一定量的一種或多種其它元素；以及其余含量為鎂；其中該納米沉淀物的惰性比鎂基質(zhì)或其混合物的惰性小或者大。在另一個實施例中，該MgZnCa合金組合物由以下物質(zhì)組成：鎂基質(zhì)，以及任選地納米沉淀物；其中該組合物包含在0.1重量％的Zn至2.0％的Zn的范圍內(nèi)的鋅含量；在0.2重量％的Ca至0.5重量％的Ca的范圍內(nèi)的鈣含量；一定量的一種或多種其它元素；以及其余含量為鎂；其中該納米沉淀物的惰性比鎂基質(zhì)或其混合物的惰性小或者大。

在一些此類實施例中，該合金組合物基本上不含微流電元素。在其他此類實施例中，此合金組合物是單相的。在其他此類實施例中，全部其它元素小于組合物的約0.1重量％。在其他此類實施例中，一種或多種其它元素位于次生相中。在其他此類實施例中，納米沉淀物的惰性比鎂基質(zhì)小，并且包含(Mg,Zn)₂Ca。在其他此類實施例中，納米沉淀物的惰性比鎂基質(zhì)大，并且包含Mg₆Zn₃Ca₂。在一些此類實施例中，該合金既包含惰性比鎂基質(zhì)小的納米沉淀物并且包含惰性比鎂基質(zhì)大的納米沉淀物。

在根據(jù)本發(fā)明的合金的一些實施例中，合金的晶粒尺寸小于10μm、小于5μm或小于2μm。在本發(fā)明的合金的一些實施例中，合金的屈服強度為至少180MPa。在一個實施例中，合金的極限抗拉強度為至少240MPa。在另一個實施例中，合金的斷裂伸長率為至少10％。在又一個實施例中，合金具有如在模擬體液中測量的小于0.5毫克/平方厘米/天的體外降解率。

在其他實施例中，植入物是矯形植入物。在此類實施例中，矯形植入物包括以下中的一種或多種：釘、螺絲、縫釘(staple)、板、桿、大頭釘、螺栓、用于鎖定髓內(nèi)(“IM”)釘?shù)穆菟ā㈠^釘、榫釘、塞、栓、套筒、網(wǎng)片(mesh)、橫向連接器、螺帽、成形體、脊保持架、線材、K線材、織造結(jié)構(gòu)、夾鉗、夾板、支架、泡沫和蜂窩結(jié)構(gòu)。在一些其他實施例中，植入物的降解率比包含微流電雜質(zhì)的鎂合金植入物低。

在其他實施例中，植入物是非矯形植入物。在此類實施例中，非矯形植入物包括心血管支架、神經(jīng)支架和椎體成形術(shù)支架。