[發明專利]一種可降解的鋅合金材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201610070048.9
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN105648272A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 宋振綸;牛振國;楊麗景;許赪;姜建軍;鄭必長;譚文
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C22C18/00
• 分類號: C22C18/00;C22F1/16;A61L31/02;A61L31/14
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 劉誠午

技術領域

本發明涉及可降解的材料領域，具體涉及一種可降解的鋅合金材料及其制備方法 和應用。

背景技術

鼻腔問題是日常生活中多發病之一，尤其現在鼻腔類疾病不僅種類多而且反復發 病率高，病發人群年輕化趨勢明顯。目前已進入臨床階段的鼻腔支架材料主要是不銹鋼、鎳 鈦合金。不銹鋼鼻腔支架在臨床應用中存在的主要不足是其有效率低，主要原因是不銹鋼 的生物相容性差、導致人體組織內膜增生，且取出時對人體造成二次傷害。

針對上述問題，“生物可降解材料”的概念被提出。目前臨床應用的生物可降解材 料主要包括有機高分子材料和生物活性陶瓷材料，但這類可降解材料仍然存在明顯的缺 陷：生物高分子材料力學性能過低，降解產生的酸性環境會引發炎癥；生物陶瓷材料的塑性 及彈性均較差。新一代具有生物可降解特性的醫用金屬材料的出現則彌補了傳統生物可降 解材料的缺陷。

當前國內可降解金屬研究主要集中于生物可降解鎂合金和鐵基合金。如中國發明 專利(公開號CN104755644A)公開一種合金和具有基于此類合金的三維結構的植入物。所 述合金包括單相MgZn合金，所述單相MgZn合金包含2.0重量％的Zn到6重量％的Zn，具有少 于0.001重量％的一種或多種其它元素，其中其余部分為Mg。中國發明專利(CN 105143483A)公開一種合金和一種具有基于此類合金的三維結構的植入物。該合金包括 MgZnCa合金，該MgZnCa合金包含惰性比Mg基質合金的惰性小的納米沉淀物，并具有在0.1重 量％的Zn至2重量％的Zn的范圍內的Zn含量以及在0.2重量％至0.5重量％的范圍內的鈣含 量，并具有一種或多種其它元素，其中其余部分為鎂。

然而鎂合金降解速度過快，影響其生物相容性和在使用過程中的力學性能，而鐵 基合金降解速度過慢，會引發一系列與生物惰性材料類似的不良反應。目前可降解鎂合金 心血管支架、骨釘均已進入臨床試驗階段，但其降解速度快、降解產物難以吸收等不利因素 限制了其應用前景。

發明內容

本發明所要解決的技術問題，提供一種新型生物可降解鋅合金材料，該材料具備 較好的力學性能、機械加工性能、生物相容性以及適宜的生物降解速率。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種可降解的鋅合金材料，其中，所述的鋅合金材料包括如下各組分：

鎂0.5～3wt％，

鈣0.1～1wt％，

余量為鋅。

上述的鋅合金材料是一種新型的可降解金屬基生物材料。與目前研究較多的鐵基 生物材料和鎂基生物材料相比，鋅基生物材料在鼻腔環境中具有適宜的降解速率，可在服 役期內保證足夠的力學性能，并在服役期結束之后，逐步降解，不需要病愈后取出支架。鋅 是人體必需的微量元素之一，鋅基生物材料降解之后可被人體吸收，不會對身體造成傷害。

通過Mg含量的調整，使鋅合金材料形成較簡單的雙相組織，從而使鋅合金材料具 有較高的抗拉強度和延伸率，通過Ca含量的調整，結合相應的熱處理和冷拔工藝，使鋅合金 材料在加工過程中形成彌散的強化相，從而使鋅合金材料的抗腐蝕性能提高，尤其是長時 間浸泡腐蝕后的抗拉強度。

作為優選，所述的各組分：

鎂0.8～1.5wt％，

鈣0.12～0.2wt％，

余量為鋅。

當鋅合金材料含有的Mg的質量百分比在0.8～1.5％時，對鋅合金材料的晶粒細化 和固溶強化作用增強，Ca質量百分比在0.12～0.2時，對鋅合金材料的彌散強化作用增大， 得到綜合性能優良的可降解的鋅合金材料。

進一步優選，所述的各組分：

鎂1.0wt％，

鈣0.16wt％，

余量為鋅。

當鋅合金材料含有的Mg的質量百分比在1％時，對鋅合金材料的晶粒細化和固溶 強化作用最強，Ca質量百分比在0.16％時，對鋅合金材料的彌散強化作用最大，得到綜合性 能優良的可降解Zn合金。

作為優選，所述的可降解的鋅合金材料為直徑為0.2～0.5mm的絲材。當絲材直徑 為0.2～0.5mm時，此時的鋅合金材料的強度以及彈性非常適于制備醫用植入器械。尤其適 合鼻梁支架，具有較高的抗拉強度和一定的延伸率。

本發明還提供一種可降解的鋅合金材料的制備方法，包括如下步驟：