[发明专利]一种镁合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种镁合金材料及其制备方法，包括镁合金基体，所述镁合金基体上设置有纳米二氧化钛/纳米氧化锌复合膜层。本发明通过结合纳米二氧化钛和纳米氧化锌，可保证制备的复合膜层不具有裂纹，且具有一定的厚度，可对镁合金基体起到良好的保护作用，并且在保证该复合膜层实现载药功能的同时，还可避免镁合金基体遭受侵蚀性离子的侵蚀，耐蚀性能显著提高。此外，由于添加有纳米氧化锌，使得可根据实际需要制备出不同厚度的复合膜层，克服了现有技术通过溶胶凝胶制备的二氧化钛薄膜厚度低的问题，工艺简单，操作方便。

技术领域

本发明属于医用镁合金材料制备技术领域，具体涉及一种镁合金材料及其制备方法。

背景技术

骨钉、髓内针等是目前临床上常用的骨内固定器械，主要是用不锈钢、钛合金等材料制成，现有骨内固定材料弹性模量远高于人骨，用于骨固定可能会引起应力遮挡效应，使骨骼受损部位得不到必要的应力刺激，导致愈合不完全，骨骼强度下降，骨愈合延迟，容易再次骨折，甚至引起手术失败；而且这些材料大多含有毒性金属元素，在人体内会缓慢释放有毒离子，诱发炎症，对人体产生不利影响；还有一点值得引起重视的是目前常用材料多为永久性植入材料，病人骨折愈合后，需要进行二次手术取出，增加了患者的痛苦和经济负担。”

针对上述弊端，镁合金作为可降解生物材料受到了广泛关注，镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金，其特点是密度小、强度高、弹性模量大、散热好、消震性好，其承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。但是，由于镁的电位很负，镁与添加的合金元素形成第二相，腐蚀时，第二相和杂质相作为阴极相，镁基体作为阳极相，形成微电偶腐蚀，加速阳极镁溶解，导致镁合金在人体内降解过快，特别是在Cl-存在的生理环境中腐蚀速率更快，反而限制了镁合金在生物医用领域的应用。因此，必须在保证镁合金生物相容性的前提下，提高镁合金在体内环境中的耐蚀性能，使其在特定时间段内保持机械完整性。

二氧化钛能有效阻止体内生物因子与材料之间的电荷转移，减小血小板和纤维蛋白的吸附作用，降低血栓形成的风险，因此，采用二氧化钛对镁合金表面进行改性是一种控制镁合金材料降解速率并改善血液相容性的有效途径。但是现有技术通过溶胶凝胶法在镁合金表面制备的二氧化钛膜通常布满裂纹，这些裂纹反而更易受到人体内的体液侵蚀，此外，该方法制备的二氧化钛膜较薄，仅0.1-0.2μm，导致其无法对镁合金表面起到很好的保护作用，对提高镁合金的耐蚀性能效果不明显。CN104032272公开了一种在医用镁合金表面制备非晶氧化钛活性膜层的方法，该方法虽然制备出了具有较好耐蚀性的非晶组织，但是该非晶组织比表面积和孔隙率低，难以实现载药功能。CN102797010公开了一种在医用镁合金表面制备二氧化钛活性膜层的方法，该方法制备的膜层具有多孔结构，虽然有利于实现载药功能，但是体液中的侵蚀性离子，如Cl-，会穿过膜层上的小孔侵蚀镁合金基体，导致镁合金被腐蚀。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有镁合金耐腐蚀性能差导致在人体内降解过快的问题，本发明提供一种镁合金材料及其制备方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种镁合金材料，包括镁合金基体，所述镁合金基体上设置有纳米二氧化钛/纳米氧化锌复合膜层。

进一步地，纳米二氧化钛/纳米氧化锌复合膜层的厚度为1-10μm。

进一步地，纳米二氧化钛的粒径为10-50nm。

进一步地，纳米氧化锌的粒径为10-30nm。

进一步地，纳米二氧化钛/纳米氧化锌复合膜层中还含有纳米氧化铝。