[發明專利]骨缺損修復用的梯度多孔鎂合金材料

有效

• 申請號: 201710362406.8
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107190190B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 李揚德
• 申請（專利權）人: 東莞顛覆產品設計有限公司
• 主分類號: C22C23/04
• 分類號: C22C23/04;C22C23/00;C22C1/08;B22F3/11;A61L27/04;A61L27/56;A61L27/58;A61L31/02;A61L31/14
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 張艷美;謝素

本發明公開了一種梯度多孔鎂合金材料，用于骨缺損修復，所述梯度多孔鎂合金材料由鎂合金粉末和添加劑在梯度壓力下制備預制體，然后采用真空燒結工藝制備，其內部和表面都具有連通的孔隙，所述孔隙呈梯度分布且其孔隙率的大小與植入空間周圍骨組織的密度沿特定方向呈反比，即皮質骨密度高的部位所對應孔隙率小的鎂合金部位，而松質骨密度低的部位對應孔隙率大的鎂合金部位。孔隙率高的區域降解較快，而孔隙率低的區域有助于提高其強度，減少體液和多孔鎂合金的接觸面積，降解速度較慢，從而使鎂合金的降解速度盡可能與骨組織的愈合相匹配。

技術領域

本發明涉及醫療器械技術領域，尤其涉及一種骨缺損修復用的梯度多孔鎂合金材料。

背景技術

用于人體硬組織修復或替換的外科植入材料，在臨床上有廣泛的應用需求。具有良好生物相容性、可降解體內可吸收的鎂合金是近年來研究的熱點。在生物材料和醫療器械中，最具有應用前景的是骨、牙和關節等硬組織的修復和替換材料。主要原因是：鎂具有良好的生物相容性、可完全降解不需二次手術、鎂合金的密度與人骨相差不大，彈性模量與骨接近等優點，避免應力遮擋效應。

但是如何制備多孔鎂合金材料是目前多孔金屬材料領域的一個難題。目前常用的多孔金屬材料制備方法主要有粉末冶金(PM)法，纖維冶金法，滲流鑄造法，金屬沉積法，自蔓延高溫合成法等方法。上述常規方法存在的問題是：(1)由于鎂及鎂合金化學性質較為活潑，容易和其它物質發生化學反應而變性，并且易腐蝕，在熔煉中容易與空氣中的氧反應而激烈燃燒，導致制備工藝復雜；(2)制備多孔鎂的工藝過程中引入了大量的發泡劑、造孔劑，因而在多孔鎂及多孔鎂合金材料中易形成氧化物或夾雜物，影響其使用性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于修復骨缺損的、梯度多孔鎂合金材料，在體內環境下降解，其降解產物鎂離子可誘導新骨產生，其降級速度盡可匹配皮質骨和松質骨部位新骨的形成速度。

為實現上述目的，本發明提供了一種梯度多孔鎂合金材料，為用于骨缺損修復的植入材料，所述梯度多孔鎂合金材料由鎂合金粉末和添加劑在梯度壓力下制備預制體，然后采用真空燒結工藝制備制得所述梯度多孔鎂合金材料，所述梯度多孔鎂合金材料的內部和表面都分布有連通的若干孔隙，所述孔隙呈梯度分布且其孔隙率的大小與待修復的骨組織的密度呈反比。

較佳地，所述孔隙率與待修復骨組織的松質骨、皮質骨的密度成反比。

較佳地，所述鎂合金的元素包括有Mg、Zn和Ca，按照質量百分比計算，Zn的含量為0<Zn≤12％，Ca的含量為0<Ca≤5％，余量為Mg。

較佳地，所述孔隙包括有主孔和微孔，所述主孔的孔徑為150～1000微米，所述微孔的孔徑為10～100微米。

本發明還提供一種梯度多孔鎂合金材料的制備方法，包括如下步驟：

(a)取鎂合金Mg-Zn、Mg-Ca粉末與NaHCO₃混合，得到混合物，其中，按照質量百分比計算，Mg-Zn粉末的含量為70％～90％，Mg-Ca粉末的含量為5％～15％，NaHCO₃的含量為5％～15％；

(b)將所述混合物放入球磨機中，通入氬氣保護進行球磨10～12h；

(c)在梯度壓力下將球磨后的所述混合物進行壓實，先以第一壓力壓制孔隙率小的部分，然后再裝料以第二壓力壓制孔隙率較大的部分，最后裝料以第三壓力壓制孔隙率最大的部分，從而制得所述梯度多孔鎂合金材料的預制體；

(d)將所述預制體進行真空燒結，得到所述梯度多孔鎂合金材料，具體地，將所述預制體放置于坩堝內，抽真空后加熱，從而得到所述梯度多孔鎂合金材料。

較佳地，步驟(d)后還包括在堿性環境溶液中進行浸泡至少10h，然后用純水多次清洗，清洗后保證不殘留Na₂CO₃。