[发明专利]一种医用镁基合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种医用镁基合金材料及其制备方法，所述医用镁基合金材料包括合金基体，生物涂层；所述合金基体按重量百分比包括以下成分：Cu 2.2‑3.2％、Fe 0.6‑1.2％、Sb 1.2‑1.6％、Ta 0.4‑0.8％、Ca 1.2‑3.2％、V 0.6‑1.2％、Mo 0.2‑0.4％、Ag 1.2‑1.4％、P 2.2‑3.2％、Si 0.3‑0.7％、F 0.02‑0.04％、S 0.1‑0.3％，纳米羟基磷灰石5.2‑6.4％，余量为Mg；所述合金基体的表面通过打磨将由于纳米羟基磷灰石浮于合金基体的表层导致的不光滑表面打磨光滑，所述打磨的厚度为1‑3um；所述生物涂层的主要材料为胶原纤维和几丁质。本发明通过金属元素Cu、Fe、Sb的添加，以及无机元素P、Si、F、S的组合添加，并通过纳米羟基磷灰石的添加后，对表面进行打磨，然后涂布一层生物涂层，从而提高合金材料的强度和生物相容性。

技术领域

本发明属于医用金属材料技术领域，具体涉及一种医用镁基合金材料及其制备方法。

背景技术

镁及镁合金具有生物可降解性，是骨组织修复与替换用理想的金属材料之一。与常用医用金属材料相比，镁合金具有较高的比强度和比刚度，密度与人骨密度基本相当，弹性模量约为45GPa，更接近于人骨。镁也是人体内仅次于钙、钠和钾的第四大矿物质元素，也是参与人体新陈代谢所必需的元素之一，其能激活体内多种酶，抑制神经异常兴奋性，维持核酸结构的稳定性，参与体内蛋白质的合成、肌肉收缩及体温调节。近年来，镁及镁合金作为金属植入材料已备受关注。然而镁及镁合金的标准电极电位很低，在人体环境中耐腐性差，降解速率快，与人体内损伤部位的愈合速度不匹配，还不能满足临床应用对生物材料耐蚀性能的要求。为了增强镁及镁合金的耐腐蚀性，通常会在金属表面包裹涂层，然而目前所使用的涂层还无法很好的阻隔水分子的渗透，致使镁及镁合金仍会部分快速降解，并且其降解时还会产生氢气，很容易导致金属表面的涂层脱落，致使镁及镁合金暴露在外，严重影响金属材料的各项性能，限制了其在临床上进一步推广使用。

中国专利申请文献“一种医用耐腐蚀镁基合金材料及其制备方法(公开号：CN106620851A)”公开了一种医用耐腐蚀镁基合金材料及其制备方法，该合金材料包括合金基体和设于所述合金基体表面的涂层，所述合金基体由以下元素组成：Rb、Fe、Ta、Ca、P、V、Mo、I、Ag、B、Sr、Co，余量为Mg；所述涂层由以下原料组成：纳米羟基磷灰石、氧化石墨烯、45S5生物活性玻璃粉、钽酸镁。本发明制备的合金材料的耐腐蚀性大大提高，降解速率适中，可匹配损失部位的愈合速度，同时该合金材料也同时保持良好的力学性能，且生物相容性好，无细胞毒性，使用安全，但是该发明制备的镁基合金材料的强度、生物相容性并不令人满意。

发明内容

本发明的目的是提供一种医用镁基合金材料，通过金属元素Cu、Fe、Sb的添加，以及无机元素P、Si、F、S的组合添加，并通过纳米羟基磷灰石的添加后，对表面进行打磨，然后涂布一层生物涂层，从而提高合金材料的强度和生物相容性。

为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种医用镁基合金材料，所述医用镁基合金材料包括合金基体，生物涂层；所述合金基体按重量百分比包括以下成分：Cu 2.2-3.2％、Fe 0.6-1.2％、Sb1.2-1.6％、Ta 0.4-0.8％、Ca 1.2-3.2％、V 0.6-1.2％、Mo 0.2-0.4％、Ag1.2-1.4％P 2.2-3.2％、Si 0.3-0.7％、F 0.02-0.04％、S 0.1-0.3％，纳米羟基磷灰石5.2-6.4％，余量为Mg；所述合金基体的表面通过打磨将由于纳米羟基磷灰石浮于合金基体的表层导致的不光滑表面打磨光滑，所述打磨的厚度为1-3um；所述生物涂层的主要材料为胶原纤维和几丁质。

进一步地，所述合金基体包括以下成分：Cu 2.7％、Fe 0.9％、Sb1.4％、Ta 0.6％、Ca 2.2％、V 0.9％、Mo 0.3％、Ag1.3％、P 2.7％、Si 0.5％、F 0.03％、S 0.2％，纳米羟基磷灰石5.8％，余量为Mg。