[发明专利]一种可降解Mg-Zn-Y-Ca血管支架材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明一种可降解Mg-Zn-Y-Ca血管支架材料及其制备方法，属于金属材料的设计与制备领域。

背景技术

金属血管支架材料主要分为两大类：不可降解血管支架材料和可降解血管支架材料。316L不锈钢是目前临床上常用的不可降解血管支架材料，它具有良好的力学性能，同时还具有优异的耐腐蚀性能。但是由于不锈钢具有的铁磁性致使其不能核磁共振成像，不具有MRI可视性，影响其进行血管造影。另外，不锈钢支架是永久性支架，在体内不能降解，也就不可避免地带有永久性支架共有的问题，包括长期血管内膜功能失调、血管内皮化过程延迟、致栓塞反应、永久性机械牵拉与损伤、慢性炎症反应、支架置入部位与非支架置入部位血管运动不协调以及由此导致的冠脉血管瘤风险。尤其是在婴幼儿体内置入支架，由于置入的金属物质永久存在，抑制了该处的血管直径随年龄的增长而增大，易诱发管腔的再次狭窄。这些问题成为制约金属永久支架发展的瓶颈。而生物可降解金属制作血管支架，在一定时间内支撑管腔，保持血管通畅，以后逐渐降解乃至消失，可有效防治血管扩张后的急性闭塞和再狭窄。生物可降解支架能够从本质上顺应人体正常的生理性自我修复过程，必将最终取代永久支架，成为心血管阻塞性疾病介入治疗未来的主打产品。目前，能够用来制作血管支架的可降解金属材料主要为镁合金，镁合金血管支架被认为是目前最有希望的血管置入支架。理由是：(1)置入后能完全降解。这一特性不仅可以在一定程度上改善血管的顺应性、自然性，而且以后亦可在血管的同一病变处进行再次支架置入不会出现不可降解支架带来的重叠现象。尤其适用于婴幼儿的心血管疾病治疗；(2)良好的生物相容性。镁是人体所必须的营养元素。由于血管支架尺寸微小(直径约为2mm，厚度约为0.1-0.2mm，长度为15mm左右)，其降解过程释放出的金属离子量比较少，因此，镁合金血管支架降解过程中释放出的少量镁离子不仅不会给人体带来危害，反而可以为人体补充镁元素，以保证人体正常生理机能对镁的需求；(3)具有MRI可视性，可以对其进行血管造影。

目前，现有临床实验所使用的镁合金多为商用镁合金(WE43、AE21、AZ31等)，与不锈钢材料支架相比，商用镁合金心血管支架存在的不足主要是强度低，脆性大，塑性变形能力差。其次，商用镁合金的耐蚀性能较差，很容易发生点蚀，尤其是在含有Cl^-存在的人体内腐蚀速率更大。一旦置入人体内部，在组织没有充分愈合以前，置入物就会丧失它的机械完整性。另外，商用镁合金中如果含有一定量的Al，一旦支架置入体内，Al元素能导致器官损伤，引起骨软化、贫血和神经紊乱等症状。

发明内容

本发明一种可降解Mg-Zn-Y-Ca血管支架材料及其制备方法的目的在于解决上述存在的问题避免和克服其不足，通过在镁锌合金中添加稀土元素Y使制备的镁合金中含有一定数量的准晶颗粒；添加活化元素Ca使准晶相全部变成球形；经(200±10)K/S的亚快速凝固处理获得平均晶粒尺寸为15μm的Mg-Zn-Y-Ca合金并出现准晶相Mg₃YZn₆；再经过热处理制备出具有一定数量的、均匀分布的、细小的、球形准晶颗粒增强的、满足理想血管支架性能要求的镁合金。

本发明一种可降解Mg-Zn-Y-Ca血管支架材料，其特征在于化学成分按质量百分比Wt％计为：Zn 1.00-4.00，Y 0.10-1.00，Ca 0.01-0.50，其余为Mg，经(200±10)K/S的亚快速凝固和320-420℃加热、保温20-30h的热处理，其组织特征为：均匀细小的球形准晶相Mg3YZn6弥散分布在α-Mg基体上。

制备上述的一种可降解Mg-Zn-Y-Ca血管支架材料的方法，其特征在于具体工艺步骤为：

I装置的设置：

在真空感应炉体1内，放置石英坩埚2，母合金锭块3，感应加热圈4，熔体出口5，密封环6，铜铸型7以及抽真空开关8，其特征在于是将母合金锭块3表面打磨干净，放入定做的石英坩埚2中，将其放入真空感应炉体1内，通过感应加热圈4感应熔炼将母合金锭块3加热至熔化，接通抽真空开关8抽真空直到将其从熔体出口5中吸出，已经熔化的合金熔体在真空吸力的作用下快速地注入水冷铜铸型7中会立刻凝固，取下铜铸型7取出合金试样，得到细棒状亚快速凝固态合金试样；

II具体的工艺：

第一步.母合金锭块的熔配

I.前期的准备

本试验所需要的原料为：1^#镁锭、1^#锌锭、99.9％的纯钇和Mg-30％Ca中间合金；