[發(fā)明專利]一種抗菌可降解的鎂合金骨釘及其制造方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910695166.2
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN110302435A
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐵鏑;顏路飛;任浩博;張博彧;管仁國;劉立忠
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學
• 主分類號: A61L31/02
• 分類號: A61L31/02;A61L31/14;A61L31/16
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

本發(fā)明提供一種抗菌可降解的鎂合金骨釘及其制造方法，以質(zhì)量分數(shù)計，所述骨釘包括如下組分，Cu：0.05％～0.5％；Ag：0.05％～0.5％；Sr：1.0％～3.0％；Ta：0.05％～0.1％；Ca：0.4％～0.8％；不可避免的Fe，Zn，Al各單一雜質(zhì)含量少于0.05％，雜質(zhì)總量不超過0.3％，余量為Mg；所述骨釘在植入周期內(nèi)能夠生成微量Ag⁺和Cu²⁺，在這兩種金屬離子環(huán)境下，植入部位細菌感染概率顯著降低，所產(chǎn)生的Sr²⁺可參與骨的鈣化，具有促進成骨細胞形成以及抑制破骨細胞骨吸收的功能，能夠促進骨骼的發(fā)育和類骨質(zhì)的形成；Sr、Ta合金化后材料具有化學穩(wěn)定性和抗生理腐蝕性，降解產(chǎn)物具有良好的生物相容性；同時本發(fā)明的鎂合金骨釘結(jié)構(gòu)設(shè)計新穎，制造方法流程簡單，操作方便，適宜推廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬醫(yī)用植入材料領(lǐng)域，具體涉及一種抗菌可降解的鎂合金骨釘及其制造方法。

背景技術(shù)

鎂合金由于具有密度低、比強度高、可加工性及生物相容性良好等優(yōu)異性能成為新一代的醫(yī)用生物材料，受到生物材料研究者和醫(yī)療人員的青睞。對比于傳統(tǒng)醫(yī)用金屬材料和可降解高分子材料，鎂合金作為醫(yī)用植入材料，具有以下突出的優(yōu)點：

(1)生物相容性好

鎂元素是人體新陳代謝的必需礦物質(zhì)，更是神經(jīng)系統(tǒng)不可缺少的元素，許多病例狀況與它的缺乏有關(guān)。鎂在人體礦物質(zhì)含量中僅次于鈣、磷，在人體細胞內(nèi)的離子中，其含量僅次于鉀。正常成人體內(nèi)鎂含量約為25g，其中60％～65％以磷酸鹽的形式存在于骨骼和牙齒，還有約20％分布于軟組織，受到調(diào)節(jié)性釋放。鎂是人體中350多種類型酶的重要組成元素及其激活劑，能夠維持DNA和RNA的穩(wěn)定性。鎂能夠調(diào)節(jié)人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)的活動，保障心肌代謝功能、減少血小板的凝聚、降低血管內(nèi)血流的阻力。鎂是骨生長的必需元素，可以促進成骨細胞的形成和新骨組織的成長。

(2)力學相容性優(yōu)良

鎂合金植入體的密度和彈性模量與人體自然骨相似，能夠消除因彈性模量匹配度低而產(chǎn)生的“應(yīng)力屏蔽”效應(yīng)，對骨折愈合、種植體的穩(wěn)定都具有重要作用。鎂的無磁性使得鎂對CT或磁共振圖像干擾小，而其高的機械強度能夠降低給定外加載荷對植入體數(shù)量的需求。

(3)可降解性

鎂金屬的化學性質(zhì)極為活潑，標準電極電位很低，約為-2.37v。在水溶液中尤其是含有氯離子的人體生理環(huán)境中極易發(fā)生腐蝕降解。鎂及其合金在人體內(nèi)降解后，作為腐蝕產(chǎn)物的鎂離子能夠通過新陳代謝完全排出體外。鎂作為生物材料不用考慮其釋放的Mg²⁺是否具有細胞毒性。相反，Mg²⁺的微量釋放有利于維持人體的生命機能和新陳代謝。因此，鎂及其合金在可降解硬組織修復材料和可降解心血管支架等非持久型醫(yī)用替代材料領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣泛。

但是醫(yī)用鎂合金材料的骨釘在植入內(nèi)用過程中，材料與人體內(nèi)部組織接觸界面容易被細菌感染，給病人在治療過程中帶來巨大的痛苦，影響健康恢復。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對目前骨釘植入材料容易引發(fā)細菌感染的問題，而提供一種抗菌可降解的鎂合金骨釘及其制造方法。

本發(fā)明一方面提供一種抗菌可降解的鎂合金骨釘，以質(zhì)量分數(shù)計，所述骨釘包括如下組分，Cu：0.05％～0.5％；Ag：0.05％～0.5％；Sr：1.0％～3.0％；Ta：0.05％～0.1％；Ca：0.4％～0.8％；余量為Mg及其它不可避免的雜質(zhì)。

進一步地，單一雜質(zhì)含量少于0.05％，雜質(zhì)總量不超過0.3％。

進一步地，所述骨釘包括一體化成型的帽部與桿部，所述桿部內(nèi)設(shè)中空腔體，且外壁上設(shè)有多個滲透孔，所述滲透孔與腔體連通；所述帽部設(shè)有連通腔體的注藥口。

進一步地，所述帽部設(shè)有沉頭十字槽，所述注藥口設(shè)于沉頭十字槽中心。