[發明專利]一種可控降解速率的鋅基合金及應用

有效

• 申請號: 201711219093.7
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN108048690B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 宋振綸;郭浦山;楊麗景;許赪;姜建軍;鄭必長;胡方勤
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波工業技術研究院慈溪生物醫學工程研究所;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;C22C1/02;C22F1/16;A61L31/14;A61L31/02
• 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

本發明公開了一種可控降解速率的鋅基合金，所述鋅基合金為包括質量百分含量為0.01～10％的Zr，其余含量為Zn；或所述鋅基合金為包括質量百分含量為0.01～5％的Sn，其余含量為Zn。該鋅基合金的力學性能優異、降解速率可調且事宜、生物相容性優異。本發明還公開了提供一種可控降解速率的鋅基合金的制備方法，該方法且制備方法簡單，便于操作。

技術領域

本發明屬于可降解生物金屬材料領域，具體涉及一種可控降解速率的鋅基合金、制備方法及應用。

背景技術

生物醫用金屬材料是指用作生物醫用材料的金屬或合金，這類材料一般具有優良的力學性能和抗疲勞性能，同時具有優良的抗生理腐蝕以及生物相容性，是醫用材料中最廣泛的承載植入材料。

可降解醫用金屬材料是在人體生理環境下，降解離子濃度控制在人體可吸收金屬離子安全范圍內，逐漸腐蝕的生物醫用金屬材料。開發性能優良的生物醫用可降解金屬材料是未來生物醫用材料的發展方向，有廣闊的發展前景。生物醫用可降解鎂合金在過去二十年受到廣泛的關注，不過到目前為止仍沒有解決生物醫用鎂合金降解速度過快的問題，這直接限制了鎂在可降解醫用金屬材料領域的應用。與此同時，鐵基合金以其優異的力學性能和耐腐蝕性能，在可降解血管支架領域有所發展。不過，鐵基合金也存在需要改進的方面，即需要進一步提高其降解速度。

2010年以來，以鋅合金為主的第二代可降解金屬材料開始成為研究熱點。純鋅的標準電極電位為-0.763V，介于鎂和鐵之間，降解速率適中。鋅合金有比鎂合金及鐵基合金更為適宜的生物可降解性和良好的生物相容性。

發明內容

本發明的目的是提供一種可控降解速率的鋅基合金，該鋅基合金的力學性能優異、降解速率可調且事宜、生物相容性優異。

本發明的另一目的是提供一種可控降解速率的鋅基合金的制備方法，通過控制制備過程中的工藝參數進而調控所述鋅基合金的力學性能和降解速率，且制備方法簡單，便于操作。

本發明的另一目的是提供一種可控降解速率的鋅基合金在制備生物醫用可降解金屬植入物中的應用。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案為：

本發明的第一實施方式提供了一種可控降解速率的鋅基合金，所述鋅基合金為包括質量百分含量為0.01～10％的Zr，其余含量為Zn。

鋯(Zr)元素在鋅合金體系中起到細化晶粒的作用，能夠提高鋅基合金的力學性能，且少量不會對人體造成傷害，所以Zr的含量對鋅基合金的生物相容性和力學性能具有很大的影響。當Zr的含量大于10％時，Zr 對于細化晶粒的作用將會減弱，同時大量的Zr的加入不利于保持合金良好的生物相容性。當Zr的含量在0.01～10％范圍內時，隨著含量的增加，鋅合金保持良好的生物相容性，抗拉強度逐漸提高，但是韌性變差，因此，作為優選，在所述鋅基合金中，所述Zr的質量百分含量為0.01～5％，進一步優選，在所述鋅基合金中，所述Zr的質量百分含量為0.01％～3％。

作為優選，在所述鋅基合金中，還包括質量百分含量為0.01～5％的 Sn。錫(Sn)元素是是人體必要微量元素，Sn的添加會加快鋅基合金的降解，通過控制Sn添加量實現對鋅合金的降解速度的調控。當Sn的含量大于5％時，鋅合金的降解速率過快，不滿足生物醫用金屬材料的需求。當Sn的含量在0.01～5％范圍內時，隨著含量的增加，鋅合金的降解速率會逐漸加快，因此，作為優選，在所述鋅基合金中，所述Sn的質量百分含量為0.01～2％，進一步優選，在所述鋅基合金中，所述Sn的質量百分含量為0.01～1％。這樣制備的鋅基合金既具有優良的生物兼容性和力學性能，有具有可控的生物降解速率。

本發明的第二實施方式提供了一種可控降解速率的鋅基合金，所述鋅基合金為包括質量百分含量為0.01～5％的Sn，其余含量為Zn。

第二實施方式提供的鋅基合金具有可控的生物降解速率。