[發明專利]一種新型多重耐腐蝕的Mg-Zn-Ca-Sn生物醫用鎂合金制備方法

在審

• 申請號: 201910558429.5
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110306086A
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 于彥東;姚藝銘;顏澤華
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: C22C23/00
• 分類號: C22C23/00;C22C1/10;C22C1/06;C23C18/31;C22C1/02;A61B17/80;C01B32/184
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本發明涉及一種新型多重耐腐蝕的Mg?Zn?Ca?Sn生物醫用鎂合金制備方法，其生物醫用鎂合金首先制備出含有石墨烯的Mg?Zn?Ca?Sn新型醫用鎂合金材料，然后將其新型復合材料進行塑性變形制備出骨板等醫用植入物，最后在其表面鍍鋅錫復合膜制備出新型雙重耐腐蝕的Mg?Zn?Ca?Sn生物醫用鎂合金。本發明采用了水熱化學反應法合成石墨烯，以增強Mg?Zn?Ca?Sn生物醫用鎂合金的耐腐蝕性，又將石墨烯增強的Mg?Zn?Ca?Sn生物醫用鎂合金進行塑性變形，進一步增強其耐腐蝕性，采用化學鍍膜的方式將骨板進行鍍鋅錫復合膜，再次增強其耐腐蝕性。本發明以Mg?Zn?Ca?Sn合金為基體，石墨烯為強化相，鋅錫復合膜為保護膜，實現Mg?Zn?Ca?Sn生物醫用鎂合金的多重耐腐蝕性。

技術領域

本發明屬于生物醫療外科植入物復合材料制備技術領域，所涉及的是一種新型多重耐腐蝕的Mg-Zn-Ca-Sn生物醫用鎂合金制備方法。

背景技術

金屬鎂為第二主族堿土金屬元素，具有密度小質量輕的優點。鎂資源非常豐富，在地殼的分布方式較多并且大都以化合物的方式存在。鎂在能源工業、航空航天、汽車、船舶、生物醫療等領域得到廣泛應用，成本較低。

生物醫用鎂合金密度和彈性模量與人體骨骼最為相近，可以有效避免應力遮擋效應。生物醫用鎂合金具有良好的生物相容性，其中Mg含量僅次于K是人體內必須的微量元素，骨板在人體內降解釋放的Mg²⁺濃度很低，對人體不會造成傷害，而且，Mg具有促進新骨的生成和愈合的功效。生物醫用鎂合金作為一種多功能材料，對人體無任何毒副作用，并且具有理想的生物促生作用。生物醫用鎂合金為病人減輕痛苦和經濟負擔，是一種很好的醫療材料。傳統的生物醫用材料具有不可降解性，作用于在人體內需要服藥抵抗，對人體造成二次傷害，因此近年來生物醫用鎂合金被廣大研究者重視，逐漸進入人們的視野。

石墨烯作為生物醫用材料在生物支架、腫瘤治療、藥物運輸、生物傳感等方面應用廣泛，石墨烯與生物醫用鎂合金材料相結合，不僅增強其力學性能和耐腐蝕性能，而且改善了石墨烯疏水性、生物相容性差的缺點，更有利于細胞的粘附與增值，極大提高了石墨烯材料的生物相容性。

鋅和錫也是人體必需的營養元素。鋅主要存在于人體肌肉和骨骼中，具有很好的相容性、屈服強度和耐腐蝕性，可以有效降低生物醫用鎂合金在人體中的析氫速率，在鎂合金中具有強化晶粒的作用。錫對人體內蛋白質和核酸的合成有促進作用，在生長發育中至關重要。錫可以形成氧化膜，有很好的耐腐蝕性，增強生物鎂合金耐腐蝕性。在生物醫用鎂合金材料表層鍍鋅錫復合膜進一步增強了材料的耐腐蝕性，有效降低材料制品在人體內的降解速率。

發明內容

本發明的目的在于克服現有生物醫用材料的不足而提供一種新型多重耐腐蝕的Mg-Zn-Ca-Sn醫用生物鎂合金制備方法，該方法采用水熱化學反應法制備石墨烯，以Mg-Zn-Ca-Sn醫用生物鎂合金為基體，熔入石墨烯形成石墨烯強化相增強該合金的力學性能和耐腐蝕能力；將制備的鎂合金進行熱擠壓變形進一步細化晶粒增強其耐腐蝕能力；冷變形后的板條狀鎂合金材料按照國家醫用器械標準精加工成醫用骨板，并采用化學鍍膜的方式將骨板鍍鋅錫復合膜，起到更好的防腐作用。實現Mg-Zn-Ca-Sn生物醫用鎂合金雙重耐腐蝕能力。

一種新型多重耐腐蝕的Mg-Zn-Ca-Sn生物醫用鎂合金制備方法，包括以下步驟：

(1)稱量1.5g的葡萄糖，在50ml反應釜聚四氟乙烯內膽加入10ml去離子水溶解，利用玻璃棒攪拌均勻；

(2)緩慢注入10ml濃硫酸，同時利用玻璃棒持續攪拌均勻，而溶液的顏色從最初的無色變為黃色，最后變成黑色；

(3)把內膽置于金屬反應釜釜體內，蓋密嚴實，放入干燥箱；

(4)設置反應時間180min和反應溫度200℃，進行水熱化學反應合成藍色熒光石墨烯量子點；