[發明專利]生物醫用可降解鎂合金材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010423367.X
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111481739A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 李揚德;滑有錄;李衛榮;李揚立德
• 申請（專利權）人: 東莞立德生物醫療有限公司
• 主分類號: A61L27/04
• 分類號: A61L27/04;A61L27/30;A61L27/58;A61L31/02;A61L31/08;A61L31/14;C22C23/04;C23C4/08;C23C4/129;C23C14/16;C23C14/35
• 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;鄒敏敏

本發明提供一種生物醫用可降解鎂合金材料及其制備方法，其中，生物醫用可降解鎂合金材料包括鎂合金基體和沉積于所述鎂合金基體上的鎂鋅鈣合金層，所述鎂鋅鈣合金層的厚度為0.5～10μm。本發明的鎂合金基體上沉積鎂鋅鈣合金層，鎂鋅鈣合金中存在α?Mg、Mg₂Zn₁₁、Mg₂Ca第二相，由于鎂鋅鈣合金中第二相的存在，分布在晶粒內部或析出后分布在晶界，通過沉積于鎂合金基體上可調整鎂合金基體表面的功能有效性，適應體內不同骨骼部位所承受的受力狀態，力爭達到與骨組織的力學性能相適配，生物相容性適配，通過涂層的厚度進行調控腐蝕降解性能。在基體表面沉積厚度為0.5～10μm的表層，既保持了鎂合金基體本身的生物相容性，又能對鎂合金基體的表面耐腐蝕性進行調控。

技術領域

本發明屬于鎂合金領域，具體涉及一種生物醫用可降解鎂合金及其制備方法。

背景技術

鎂合金是以鎂為基體添加鋁、鋅、錳等元素組成的合金，它具有強度高、比剛度高、導熱性好、良好的塑性變形能力和可回收等優點，作為最輕的工程材料，早期鎂合金主要廣泛應用于汽車、航空航天、電子、化工等方面。在二十一世紀后，研究者發現，與其他金屬植入材料相比，鎂合金的楊氏模量更接近于自然骨。且鎂合金植入人體后不會破壞人體血系統的動態平衡，且鎂合金植入物具有抗凝血性和骨誘導性。鎂合金在人體中具有生物可降解性，降解產物為無毒氧化物和氫氧化物，在新骨再生過程中，鎂合金降解產物可以增強成骨細胞活性，一直破骨細胞活性，當骨組織愈合后，鎂合金植入物最終被自然組織所取代，避免了二次手術的取出，即降低了成本也減少了患者的痛苦。因此，鎂合金可適合用作短期或暫時的骨植入物。

但是，鎂合金的耐腐蝕性較差，在生理系統下會腐蝕，在骨組織充分愈合前植入物就失去了完整性而導致植入手術失敗。由于鎂合金在體內腐蝕速度快，在新骨完全形成之前，很難保證未腐蝕的鎂合金能夠繼續起到支撐作用。目前的鎂合金普遍存在力學性能不足，塑性變形能力差的問題，因而如何提高鎂合金的力學性能和耐腐蝕性成為業界研究的熱點和難點。

發明內容

基于上述問題，本發明的目的在于提供一種生物醫用可降解鎂合金材料及其制備方法，此生物醫用可降解鎂合金材料不僅耐腐蝕性能強，而且具有較強的力學性能。

為實現上述目的，本發明一方面提供了一種生物醫用可降解鎂合金材料，包括鎂合金基體和沉積于所述鎂合金基體上的鎂鋅鈣合金層，所述鎂鋅鈣合金層的厚度為0.5～10μm。

本發明的鎂合金基體上沉積鎂鋅鈣合金層，鎂鋅鈣合金中存在α-Mg、Mg₂Zn₁₁、Mg₂Ca第二相，由于鎂鋅鈣合金中第二相的存在，分布在晶粒內部或析出后分布在晶界，通過沉積于鎂合金基體上可調整鎂合金基體表面的功能有效性，適應體內不同骨骼部位所承受的受力狀態，力爭達到與骨組織的力學性能相適配，生物相容性適配，通過涂層的厚度進行調控腐蝕降解性能。在基體表面沉積厚度為0.5～10μm的表層，既保持了鎂合金基體本身的生物相容性，又能對鎂合金基體的表面耐腐蝕性進行調控。可降解鎂合金材料應用于醫療器械，具備一個適當的在體有效使用時間，因而滿足當病變組織修復后，不希望植入體器械過長時間的留在體內的需要，其解決了目前臨床所遇到的二次手術不足之處問題。

較佳的，所述鎂合金基體的成分為鎂鋁合金、鎂錳合金、鎂鋅合金、鎂鋰合金和鎂鈣合金中的一種或由其組合而成的多元系鎂合金。

較佳的，所述鎂鋅鈣合金層中各成分的質量百分數組成為：Mg 30～70％、Zn 25～65％、Ca 1～40％，優選為Mg 40～60％、Zn 35～55％、Ca 1～10％，更優選為Mg 50％、Zn45％、Ca 5％。

較佳的，所述鎂鋅鈣合金層通過將鎂鋅鈣合金于所述鎂合金基體表面通過電化學沉積、物理氣相沉積或熱噴涂而成。

本發明另一方面提供了一種生物醫用可降解鎂合金材料的制備方法，包括依次的如下步驟：