[发明专利]一种可降解镁合金接骨板的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于可降解接骨板领域；具体涉及一种可降解镁合金接骨板制备方法。

背景技术

目前应用于临床的医用金属植入材料，如不锈钢、钛合金及钴铬合金等，尽管具有良好的抗腐蚀性能，在体内能够长期保持结构稳定，但也面临以下难题：1)因体内摩擦产生磨屑，腐蚀产生有毒离子，造成局部过敏反应或者炎症。2)与人骨力学性能不匹配，不锈钢的弹性模量E≈200GPa、钛合金E≈100GPa、人骨E≈10～30GPa。存在应力遮挡效应，造成骨愈合迟缓。3)不可降解，受伤组织痊愈后，须再手术取出，增加患者的痛苦和医疗费用。

镁合金具有可降解性及生物相容，这使其在作为可降解植入物的应用方面蕴藏巨大的潜力。镁是人体内不可或缺的营养，其弹性模量和密度等与其它金属植入材料相比更接近于人骨，具有“应力遮挡效应”和良好的骨诱导性能，能促进骨头的生长和愈合，且高强度镁合金具有良好的机械特性，符合理想接骨板的要求，被尤为关注应用于骨固定材料。当骨愈合后，镁植入材料无需取出，这样大降低了患者和医疗机构的负担。

镁合金植入材料相较目前应用较普遍的不锈钢和钛合金材料来说，在可降解性和与人骨性能接近等方面具有优势，但在耐腐蚀性方面还需改善。

现有铸造镁合金并不能满足接骨材料对于力学性能的要求。

发明内容

本发明要解决现有镁合金材料塑性、强度和耐腐蚀性等综合性能达不到接骨板的要求的技术问题；而提供了一种可降解镁合金接骨板制备方法。本发明方法工艺简单、成本低、性能优异的可降解镁合金接骨板制备方法，填补了镁合金人体植入应用实施方面的空白，制备出的镁合金接骨板力学性能优异，且耐腐蚀性较高，可以满足人体组织和骨头在愈合前对接骨板完整性和力学性能的要求。

为解决上述技术问题，本发明的可降解镁合金接骨板的制备方法是按下述步骤进行的：

步骤一、将圆柱形的镁合金铸锭预热后保温处理，然后挤压成板条，再落料冲孔，得到接骨板坯料；

步骤二、对步骤一获得的接骨板坯料进行固溶处理后再人工时效处理；

步骤三、将经步骤二处理后的接骨板坯料打磨后清洗，然后微弧氧化，得到可降解镁合金接骨板。

其中，步骤一所述的镁合金铸锭为ZK60镁合金铸锭或ZM21镁合金铸锭，或者镁合金铸锭中各组分的重量百分比为：1.7％～2.0％Zn、0.4％～0.6％Ca、1.0％～1.2％Mn，杂质元素重量百分比：Ni<0.003％，Fe<0.03％，Cu<0.0001％，Si<0.01％,其余为Mg。

步骤一预热至250℃～300℃，保温时间为0.5～1h。

步骤一挤压的工艺参数：挤压比为10，挤压速度为10～20mm/s。

板条的厚度为5mm、宽度为25mm。

步骤二固溶处理的温度是400℃～420℃，固溶处理的保温时间为2～3小时。

步骤二人工时效处理的温度是180℃～200℃，人工时效处理保温时间是16～18小时。

步骤三微弧氧化的电解液是由硅酸钠、氢氧化钠、氟化钾、纳米二氧化钛、去离子水配制的；其中电解液中硅酸钠的浓度为2～12g/L、氢氧化钠浓度为2～6g/L、氟化钾浓度为8～12g/L，纳米二氧化钛的浓度为3～7g/L。

步骤三中微弧氧化采用800HZ频率，10％的占空比，处理电压450V～500V，成膜时间10～12分钟。

步骤一所述挤压用模具的下模，下模的内表面为圆锥面，锥角90°，下模出口方向平行于圆锥面母线且与圆锥底面垂直，下模出口的横截面为矩形。

本发明的镁合金接骨板制备工艺，考虑到了人体植入应用对材料力学性能和耐腐蚀性的要求，通过热挤压与热处理提高镁合金的强度和塑性，满足接骨板的力学性能需要，同时利用微弧氧化技术对合金表面进行处理，达到接骨板对耐腐蚀性的要求。本发明的工艺过程简单清晰，易于实施。

附图说明