[發明專利]一種耐腐蝕醫用鎂合金表面羥基磷灰石涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 202110078730.3
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112391600B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 朱劍熹;韓斐;朱勇;胡懿郃;羅浩;劉宇奇
• 申請（專利權）人: 中南大學湘雅醫院
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/06;C23C14/58;A61L27/32
• 代理公司: 長沙智勤知識產權代理事務所(普通合伙) 43254
• 代理人: 曾芳琴

本發明提供一種耐腐蝕醫用鎂合金表面羥基磷灰石涂層及其制備方法，通過磁控濺射法在醫用鎂合金表面制備得到的羥基磷灰石涂層能夠有效提高醫用鎂合金的耐腐蝕性能，經過適當的后處理工藝后，將上述涂層材料置于液氮中進行深冷處理，深冷處理可進一步提高鎂合金涂層的耐腐蝕性能，1?10次的深冷處理可使其耐腐蝕性能提高17?49%，其中6次深冷處理效果最佳，使得鎂合金材料能夠滿足更多的醫用場景。

技術領域

本發明涉及一種羥基磷灰石涂層領域，具體涉及一種醫用鎂合金羥基磷灰石涂層及其制備方法。

背景技術

可植入生物醫用金屬材料憑借著優良的機械性能、抗壓強度和耐腐蝕性能，成為了最早植入生物體的醫用材料，其在醫學上得到了廣泛應用，包括人工關節、心臟起搏器、心血管、腎瓣膜和牙齒等等。但是，單純的醫用金屬材料植入人體后長時間下會與人體組織發生反應，甚至釋放出有毒成分，所以通常在材料表面涂覆一層具有生物活性的涂層，如羥基磷灰石。如此，既能提高其耐腐性性能，又能增強其在臨床醫學的應用范圍。

傳統的金屬植入物（如不銹鋼和鈦合金等）存在著一定的缺點，那就是其彈性模量與天然骨骼有很大的差異，容易引起應力屏蔽，不利于新骨的生長。而且，在幫助受損組織修復之后，還需要通過手術將植入物移除。為了避免二次手術，人們開始使用可降解的骨科植入物，例如用作關節固定的鎂合金骨釘在植入后的18個月幾乎完全降解，因此無需再次手術將其取出，為患者和醫生提供了便利。

與其他金屬植入物相比，鎂合金具有無可比擬的優勢，如鎂合金與人體骨骼具有相似的彈性模量和密度、鎂離子作為人體必需的微量元素使其在降解的過程中產生的金屬離子對人體無毒等等。另外，對于復雜的人體環境，耐腐蝕性能對于醫用材料是嚴峻的考驗，因此提高醫用鎂合金的耐腐蝕性能是醫學領域的長久課題。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種醫用鎂合金表面羥基磷灰石涂層材料及其制備方法。本發明的涂層材料具有優異的耐腐蝕性能，能夠滿足學醫實踐的大部分需求。

本發明涉及一種耐腐蝕醫用鎂合金表面羥基磷灰石涂層的制備方法，包括以下步驟：

基體預處理：將基體打磨、清洗并吹干；

磁控濺射羥基磷灰石涂層：將鎂合金置于磁控濺射鍍膜裝置中，以羥基磷灰石為磁控濺射靶材，靶材-基體的間距為40mm，本底真空度為5Pa，充入氬氣對濺射工藝進行保護，濺射功率為400W，濺射時間為2小時；

（3）涂層熱處理：將磁控濺射得到的羥基磷灰石生物涂層在大氣條件下以10℃/min升溫至400℃，保溫約2h，隨爐冷卻后取出；

（4）深冷處理：將上述羥基磷灰石生物涂層浸泡在-196℃的液氮中進行深冷處理，得到表面含有羥基磷灰石涂層的鎂合金材料。

進一步地，鎂合金為AZ31B鎂合金。

進一步地，所述基體預處理包括將10*10*1mm的正方形薄片AZ31B鎂合金雙面及側面分別用400#、800#、1200#精度的砂紙打磨，直至表面光滑無明顯的劃痕，而后用無水乙醇、丙酮、去離子水分別清洗五分鐘，最用用吹風機吹干。

進一步地，所述深冷處理具體為將羥基磷灰石生物涂層浸泡在-196℃的液氮中進行深冷處理，處理30分鐘后取出，在室溫下靜置15分鐘，重復深冷處理若干次。

進一步地，所述深冷處理重復1次、3次、5次、7次或9次。

優選地，所述深冷處理重復5次。

本申請還涉及一種耐腐蝕醫用鎂合金表面羥基磷灰石涂層，該涂層由上述方法制備而得。