[發(fā)明專利]一種Zn-Cu系鋅合金及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610388281.1
• 申請日: 2016-06-02
• 公開（公告）號: CN107456601B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭玉峰;袁威;楊宏韜;郭暉;曲新華;戴尅戎
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué);上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院
• 主分類號: A61L17/00
• 分類號: A61L17/00;A61L17/06;A61L17/14;A61L27/04;A61L27/30;A61L27/34;A61L27/54;A61L27/58;A61L31/02;A61L31/08;A61L31/10;A61L31/14;A61L31/16;C22C18/0
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢;王春霞

本發(fā)明公開了一種Zn?Cu系鋅合金及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明Zn?Cu系鋅合金包括Zn和Cu；以重量百分比計，所述Zn?Cu系鋅合金中所述Cu的質(zhì)量百含量為0～30％，但不包括0。它的制備方法，包括如下步驟：(1)將所述Zn和所述Cu混合，得到混合物；(2)將所述混合物按照下述a)或b)步驟進(jìn)行處理，然后冷卻，即得到所述Zn?Cu系鋅合金；a)在CO₂和SF₆氣氛保護(hù)下，將所述混合物進(jìn)行熔煉或燒結(jié)；b)在真空氣氛保護(hù)下，將氫氣溶于所述混合物進(jìn)行所述熔煉。本發(fā)明制備的Zn?Cu系鋅合金具有合適的機(jī)械性能、可調(diào)節(jié)的腐蝕速率和良好的細(xì)胞相容性、血液相容性，具備優(yōu)異的抗菌性能，能用于生物醫(yī)用植入的制備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種Zn-Cu系鋅合金及其制備方法與應(yīng)用，屬于醫(yī)用金屬材料制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

生物醫(yī)用材料又稱為生物材料，是指以醫(yī)療為目的，用于診斷、治療、修復(fù)或替換人體組織器官或增進(jìn)其功能的材料。隨著社會的發(fā)展和生活標(biāo)準(zhǔn)的提高，人們對于更高生活質(zhì)量的追求也在不斷提高。為了發(fā)展有著更優(yōu)越臨床性能的植入體，研究人員開發(fā)出了一系列新型的材料和技術(shù)。在實際的臨床應(yīng)用中，一些特定的臨床問題要求植入體內(nèi)的材料只是起到短暫性的支持作用以實現(xiàn)組織治愈，如骨折、血管堵塞等。可降解生物材料所制備的植入體在完成輔助機(jī)體治愈的使命后，能夠逐漸降解，實現(xiàn)暫時代替的目的。生物可降解的概念在醫(yī)藥領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，其種類主要包括高分子材料、生物陶瓷類、生物衍生物類、生物雜化材料等。

生物可降解金屬是指能夠在體內(nèi)完全降解，同時所釋放的腐蝕產(chǎn)物與機(jī)體有合適的宿主反應(yīng)，并在輔助機(jī)體實現(xiàn)治療目的后隨著組織或器官的再生而逐漸降解吸收，沒有任何植入體剩余滯留，不需要二次手術(shù)將植入體取出，減少了病人的痛苦以及經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此，生物可降解金屬的主要成分應(yīng)該是能夠被人體新陳代謝的必需金屬元素，同時在人體表現(xiàn)出合適的降解速率和模式。近年來，生物可降解金屬吸引了大量的關(guān)注，其中鐵基和鎂基合金由于具有優(yōu)異的力學(xué)性能和生物相容性已經(jīng)被廣泛研究，但是純鐵以及純鎂在體內(nèi)的降解速率卻難以達(dá)到臨床醫(yī)療的要求，純鎂的降解速率過快導(dǎo)致力學(xué)強(qiáng)度的過早損耗以及氫氣氣泡的產(chǎn)生，而純鐵的降解速率則低于臨床需求。

從標(biāo)準(zhǔn)電極電勢的角度來看，純鋅的電極電勢比純鎂高而比純鎂低，其腐蝕速率應(yīng)該也介于兩者之間，相對而言可能是一種更適宜的選擇應(yīng)用于臨床醫(yī)療中。同時，鋅是生物正常生長必不可少的元素，是人體內(nèi)僅次于鐵的生命必須微量元素，成人體內(nèi)含鋅1.4～2.3g，按每千克體重所含質(zhì)量(mg)計，男性含鋅平均為33.3mg，女性為22mg，其中60％在肌肉，30％存在于骨骼。鋅參與許多酶的合成、發(fā)揮調(diào)控作用，已發(fā)現(xiàn)的含鋅的酶類超過200種，同時也參與氨基酸和蛋白質(zhì)的合成，維持機(jī)體的正常發(fā)育，參與蛋白質(zhì)與核酸的新陳代謝，調(diào)控細(xì)胞的合成與功能，參與許多生物膜的合成，具有修復(fù)創(chuàng)傷、愈合傷口等作用。孕婦缺鋅，可使胎兒畸形，成人缺鋅使機(jī)體免疫系統(tǒng)功能下降，老年人鋅缺乏主要表現(xiàn)為食欲、記憶力等功能下降。

銅在正常成年人體內(nèi)的含量為100～200mg，主要存在于肝、腦、心及腎臟中，對于成年人來說，每天需要吸收5mg的銅。銅能影響鐵的吸收、運送和利用，是血液的組分并能促進(jìn)造血過程，銅也是一些蛋白質(zhì)、氨基酸和金屬酶的組分。銅離子能夠破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜，使細(xì)菌的蛋白結(jié)構(gòu)凝聚，改變一些酶的功能從而達(dá)到抗菌效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種Zn-Cu系鋅合金及其制備方法與應(yīng)用，本發(fā)明制備的Zn-Cu系鋅合金具有合適的機(jī)械性能、可調(diào)節(jié)的腐蝕速率和良好的細(xì)胞相容性、血液相容性，具備優(yōu)異的抗菌性能，能用于生物醫(yī)用植入的制備。

本發(fā)明提供的Zn-Cu系鋅合金，它包括Zn和Cu；

以重量百分比計，所述Zn-Cu系鋅合金中所述Cu的質(zhì)量百含量為0～30％，但不包括0。

上述的Zn-Cu系鋅合金中，所述Zn-Cu系鋅合金中還可包括微量元素；