[發(fā)明專利]一種醫(yī)用可降解Mg-Pr系鎂合金及其制備方法與應(yīng)用

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010565002.0
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111809090A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭玉峰;邊東;劉嘉寧;楚曉;張余;鐘國慶
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省人民醫(yī)院
• 主分類號: C22C23/06
• 分類號: C22C23/06;A61L31/02;A61L31/14;C22C1/03
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

本發(fā)明公開了一種醫(yī)用可降解Mg?Pr系鎂合金及其制備方法與應(yīng)用，所述鎂合金的成分組成包括0.05～7wt.％Pr、0～6wt.％Zn和0～0.4wt.％Zr，總的合金元素含量不超過7wt.％，其余為Mg元素及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明的Mg?Pr系鎂合金的力學(xué)性能、耐腐蝕性能優(yōu)異，可用于制備多種可降解醫(yī)用植入材料和器械，包括制備可降解支架、可降解骨科用植入物、可降解縫合/吻合/封堵植入物、齒科材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)用金屬材料領(lǐng)域，具體涉及一種醫(yī)用可降解Mg-Pr系鎂合金及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

近年來，以鎂及鎂合金為代表的可降解金屬醫(yī)用植入材料發(fā)展迅速，成為材料學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)等交叉學(xué)科的研究熱點。由可降解鎂合金制成的植入器械覆蓋骨科、心血管、氣管和胃腸吻合等領(lǐng)域，并陸續(xù)有相關(guān)植入器械獲批上市。與傳統(tǒng)金屬植入材料相比，鎂合金作為植入材料和器械具有以下優(yōu)勢：(1)鎂是人體所需的宏量元素，與生命維持和身體健康密切相關(guān)；(2)鎂合金具有高的比強度、比剛度及與人骨相近的密度和彈性模量，可有效避免“應(yīng)力遮擋”；(3)鎂合金在體液環(huán)境下易腐蝕，可在體降解和吸收，避免二次手術(shù)；(4)用于骨相關(guān)領(lǐng)域，鎂具有促進成骨的效果，作為血管支架，鎂合金支架具有低血栓風(fēng)險和低的新生粥樣硬化風(fēng)險。

然而，鎂合金的力學(xué)性能仍明顯低于不銹鋼、鈦合金和鈷鉻合金等傳統(tǒng)金屬植入材料，這也限制了其僅能用于一些非承重或者承重較小的部位。可快速降解既是鎂合金的優(yōu)勢，同時也可能是其風(fēng)險所在。鎂合金快速降解產(chǎn)生的氫氣可能帶來不利的組織學(xué)反應(yīng)。在力的作用下，鎂合金的腐蝕可能加劇，有可能導(dǎo)致嚴(yán)重的局部腐蝕，使得器械過早丟失力學(xué)支撐，最終導(dǎo)致植入失敗。此外，鎂合金中合金元素釋放過多或者釋放過快也可能帶來潛在的安全性問題。而且，鎂合金中的Fe、Cu、Ni和Co等雜質(zhì)對耐蝕性十分有害，應(yīng)嚴(yán)格控制這些有害雜質(zhì)的含量。

目前，歐洲上市的鎂合金骨釘和血管支架采用WE43鎂稀土合金，含有7wt.％的稀土(Y、Nd、Gd和Pr等)。近來，德國學(xué)者檢測到以上混合稀土在動物臟器積累，可能增加臟器負(fù)擔(dān)，存在長期生物安全性隱患，提示醫(yī)用鎂稀土合金設(shè)計應(yīng)該考慮控制稀土的種類和用量，探索材料“素化”。可見，通過添加適宜、少量的合金元素，控制有害雜質(zhì)含量，獲得最大的力學(xué)性能和腐蝕抗力收益，兼顧機械性能和腐蝕行為的匹配關(guān)系，提高植入材料和器械的安全性和有效性是新型醫(yī)用鎂合金材料的發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，提供一種高純度、高強度、高耐蝕和高度生物相容的醫(yī)用可降解Mg-Pr系鎂合金及其制備方法與應(yīng)用；本發(fā)明有效減少稀土合金元素種類，降低總合金元素含量，同時提升了腐蝕性能和生物相容性，獲得的合金降解緩慢且均勻，力學(xué)衰退規(guī)律與組織修復(fù)進程匹配，降解產(chǎn)物具有促成骨、促愈合和抗感染等生物學(xué)功效，可作為醫(yī)用植入材料用于多種生理環(huán)境。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種醫(yī)用可降解Mg-Pr系鎂合金，其成分組成包括0.05～7wt.％Pr、0～6wt.％Zn和0～0.4wt.％Zr，總的合金元素含量不超過7wt.％，其余為Mg元素及不可避免的雜質(zhì)，總的雜質(zhì)含量不超過0.02wt.％，不可避免的雜質(zhì)包括Fe、Cu、Ni、Co、Si、Mn和Al等。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述醫(yī)用可降解Mg-Pr系鎂合金含有0.05～1wt.％Pr，優(yōu)選含有0.05～0.5wt.％Pr，其余為Mg元素及不可避免的雜質(zhì)，單一一種雜質(zhì)的濃度不超過50ppm，總的雜質(zhì)含量不超過0.02wt.％。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述醫(yī)用可降解Mg-Pr系鎂合金含有0.05～1wt.％Pr和0.05～3wt.％Zn，其余為Mg元素及不可避免的雜質(zhì)，單一一種雜質(zhì)的濃度不超過50ppm，總的雜質(zhì)含量不超過0.02wt.％。