[发明专利]一种生物医用镁合金加工方法

说明书

本发明涉及一种生物医用镁合金加工方法，以镁锭、Mg‑Nb中间合金、Mg‑Y中间合金和锌锭为原始材料，通过熔炼铸造、挤压、固溶处理和均匀化处理制备得到镁合金棒材，并对镁合金棒材进行热处理和表面改性处理，获得了生物相容性好的镁合金材料。该生物医用镁合金材料由于显微组织、织构以及表面形貌的改善，提高了综合力学性能和耐腐蚀性。

技术领域

本发明涉及材料加工领域，具体的说，是一种生物医用镁合金加工方法。

背景技术

生物医用材料是一种特殊功能的材料，它可以用来治疗或替换受损组织，是研宄人工器官和医疗器械的基础，己成为当代材料学科的基础，是一类与人类的生命和健康密切相关的新型材料。国际上将这类材料统称为生物医学材料或生物材料。

生物相容性指的是生物医用材料放入人体之后，引起正常的人体反应，引起一定作用的能力。生物相容性大致分两类，一类是组织相容性，组织是指与肌肉、骨骼等接触后的相互影响，另一类是血液相容性，组织相容性好其血液相容性却不一定好，同样血液相容性好其组织相容性也不一定好。德国公司首先研制出了可降解金属材料的血管支架，并且在2003年在比利时进行了人体试验，研究表明，可降解镁合金支架在临床上的应用是完全可行的方案。支架植入手术后4个月，检测结果证实无一患者出现血栓及梗死等情况，并且原植入的镁合金支架基本降解消失。美国专门成立了镁合金为主的可降解医用技术研究中必，每年投入大量经费来研制医用金属植入型器械除这里引用的实验外，还有大量相关实验研究表明镁合金材料在血管支架应用领域具有突出的价值。

尽管生物医用镁合金具有优良的力学相容性、生物相容性和生物可降解性等很多优势，但是作为生物医用材料，镁合金植入材料在临床应用上还是存在一定的问题。镁及镁合金的电极电位低，本身在生物体液环境中易形成微电池加速腐蚀，而且实际临床应用中，其在人体体内复杂环境中降解速率过快且降解不均匀，无法使镁合金植入器件服役到骨骼、组织或者器官等伤愈完全。同时力学性能随降解而下降，植入器件所提供的径向支撑力也会越来越小，就会导致力学支撑作用同样无法满足骨骼、组织或者器官等伤愈完全的时间。因此实现生物医用镁合金的降解控制就是现在镁合金在临床研究的重中之重。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种生物医用镁合金加工方法，该方法能够制备出生物相容性和力学相容性优异，可降解且耐腐蚀的生物医用镁合金产品。

一种生物医用镁合金加工方法，包括以下步骤：

（1）、先将熔炼炉预热至500~550℃后，向炉中通入混合气10~15min后，加入预热至300~450℃的镁锭7~7.5kg，将坩埚升温至700~750℃，待镁锭完全熔化后均匀搅拌1~5分钟，加入Mg-Nb中间合金、Mg-Y中间合金和锌锭，将炉温调整至800~850℃，对熔体进行匀速搅拌并保温10~15min，清除熔渣，将熔体静置保温，浇铸获得镁合金铸锭。

（2）、将所述镁合金铸锭在300~500℃进行固溶处理1~2h，然后在液压机上进行挤压，挤压后进行均匀化处理，得到直径15mm的镁合金棒材；

（3）、将所述镁合金棒材放在箱式电阻炉中进行退火处理，然后在淬火油中进行淬火处理，并在所述镁合金棒材冷却至160～220℃后取出，保温0.5～1h，再将所述镁合金棒材加热至回火保温2～3h，冷却至室温；

（4）、将回火后的所述镁合金棒材清洗，浸泡在碱液中0.5~1h，取出后水洗，再放入在含有NaNO₃、Ca(H₂PO₄)₂·2H₂O和H₂O₂的混合溶液中浸泡并静置0.5~2h后水洗，在镁合金棒材表面形成耐腐蚀涂层，获得所述生物相容性好的镁合金材料。

步骤（1）中，将熔体在720~750℃保温静置0.5~1h，最后在680~700℃进行浇铸，获得镁合金铸锭。