[發明專利]生物降解性金屬合金

有效

• 申請號: 201980078579.4
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN113164659B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 具滋教;鄭和哲;沈原賢;盧炯辰;石鉉光;金有燦
• 申請（專利權）人: 尤安艾公司;韓國科學技術研究院
• 主分類號: A61L31/02
• 分類號: A61L31/02;A61L31/14;A61L27/04;C22C23/00;C22C1/02
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 姜長星;李盛泉

一種多重特性生物降解性金屬合金，作為多重特性生物降解性金屬合金，包含：鈣0.05至0.15重量％；金屬元素X，所述金屬元素X具有HCP結構，具有下述以鎂固溶而不形成另外的析出相的組成范圍；及余量的鎂。

技術領域

本發明涉及生物降解性金屬合金，更詳細而言，涉及一種在鎂合金中添加異種金屬元素而全面提高腐蝕性、強度以及延伸率和韌性(Toughness)的生物降解性金屬合金。

背景技術

最近，作為用于醫療性治療目的的植入物、支架材料，正在研究利用在生物體內降解的金屬的技術。

生物降解性金屬植入人體內時，為了承受螺釘發生的扭轉應力或者骨釘發生的負載而需具有高機械特性。其中，韌性特性代表能夠吸收在螺釘處發生的扭轉應力或在骨折等處可能會發生的負載的能量，一般為了提高韌性特性，需提高屈服點及延伸率。為了體現這種性能，生物降解性金屬要求執行急速冷卻、塑性加工、熱處理等追加工序，使金屬合金的組織微細化，控制內部殘留應力。另外，用作生物降解性金屬的金屬合金需適宜地設計添加元素及合金組成。其中，合金組成的變化一般通過調節添加元素量來執行，合金中包含的添加元素量越增加，則機械強度越提高。

但是，如果添加元素量增加，則在構成植入物的金屬中生成金屬間化合物或二次相，從而形成增加腐蝕速度的微電流電路(Micro?galvanic?circuit)。因此，成為生物降解性金屬的腐蝕速度增加的主要因素。另外，根據生物降解性金屬的添加元素種類，可以抑制或增加電偶腐蝕，增減生物降解性金屬合金的降解速度。因此，只有機械特性良好但生物降解速度快的生物降解性金屬材料難以應用于植入物。

為此，韓國公布專利10-2014-0099431號公開一種生物降解性植入物及其制備方法，在包含鎂的生物降解性植入物中，其特征在于，所述鎂作為雜質而包含錳(Mn)及選自由鐵(Fe)、鎳(Ni)及鐵(Fe)與鎳(Ni)混合物構成的組的1種，所述雜質的含量相對于所述鎂100重量份為0以上、1重量份以下，{選自由鐵(Fe)、鎳(Ni)、鐵(Fe)與鎳(Ni)混合物構成的組的1種}/錳(Mn)＝0以上、5以下。

但是，依然缺乏在降低腐蝕速度的同時在充分的機械特性中確保全部考慮延伸率與強度的韌性特性的技術。

發明內容

技術問題

因此，本發明要解決的課題是提供一種基于強化了腐蝕性與機械特性的新組成的生物降解性金屬合金及其制備方法。

技術方案

為了解決所述課題，本發明提供一種多重特性生物降解性金屬合金，作為多重特性生物降解性金屬合金，包含：鈣0.05至0.15重量％；金屬元素X，所述金屬元素X具有HCP結構，具有下述以鎂固溶而不形成另外的析出相的組成范圍；及余量的鎂。

在本發明的一個實施例中，所述X為選自由Sc、Gd、Dy、Y、Nd、Ho、Er、Tm、Lu及Zn構成的組的至少某一種。

在本發明的一個實施例中，所述X相對于鎂的固溶度為5％以上，所述X在全體生物降解性金屬合金中為0.1重量％以上、不足2重量％的含量。

在本發明的一個實施例中，所述多重特性生物降解性金屬合金為鑄造后擠出，所述多重特性生物降解性金屬合金的韌性為5000以上。

在本發明的一個實施例中，所述多重特性生物降解性金屬合金在作為仿生溶液的PBS(磷酸鹽緩沖鹽水溶液)中的腐蝕速度為0.005ml/cm²/hrs以下。

技術效果

根據本發明，將對鎂具有高固溶度的HCP結構的元素和鈣一同添加于鎂，提高機械特性(強度、延伸率)，提高韌性特性，從而可以在用作生物降解性植入物時，提高對扭轉的抵抗性及在骨折部位的支撐負載能力，并同時改善腐蝕特性。因此，可以用作骨折、韌帶固定用植入物、支架等生物體內生物降解性植入物的材料。