[发明专利]具有可调节降解率的超纯镁合金

说明书

本发明涉及具有可调节降解率的超纯镁合金。本发明公开一种合金和具有基于此类合金的三维结构的植入物。所述合金包括MgZnCa合金，所述MgZnCa合金包含比Mg基合金惰性小的纳米析出物、比Mg基合金惰性大的多种纳米析出物，并具有在3.0重量％的Zn到6重量％的Zn的范围内的Zn含量、在0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量，具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素，其中其余部分为Mg。

本申请是申请目为2013年8月29日，申请号为201380056515.7，发明名称为“具有可调节降解率的超纯镁合金”的发明专利申请的分案申请。

本专利申请要求2012年8月31日提交的美国临时专利申请61/695,621和2013年3月14日提交的美国非临时性专利申请13/827,008的优先权权益，它们的全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及具有改善的降解特性的镁合金。

背景技术

镁植入物早在20世纪30年代被若干外科医生在临床上用于骨折治疗。例如，J.Verbrugge(1934)对21个患者使用纯镁和镁-8％铝合金植入物两者。然而，在第二次世界大战以后，镁作为吸收性植入物材料的使用减少。近年来，研究人员重新开始了对吸收性镁植入物的关注。镁研究的主要焦点在于合金和涂层的开发。主要目标是控制降解率，以避免在降解期间形成气泡，并且避免潜在有害的合金化元素。因此，存在对于这样的镁合金的需求，所述镁合金的降解率可根据需要进行控制和/或调整。

商业级纯镁(3N-Mg)不表现出均匀的体外或体内降解。据信由于包括铁(Fe)、铜(Cu)和镍(Ni)在内的微流电元素的形成，商业产品中杂质的存在增加了降解率。因此，存在对于超纯镁材料的需求以用于包括外科植入物的医疗应用。

为了预先防止次生相，其它污染物诸如钴(Co)、硅(Si)、锰(Mn)和铝(Al)也需要进行控制。很多时候，单一污染物的存在可降低其它污染物的溶解度极限。这些微量元素的存在可改变镁相图内的低共熔温度。在凝固过程期间，污染物可在枝晶间空间中积累，并且引起次生相的形成。这些相不能通过后续的热机械处理来消除。

本发明的实施例克服上述挑战中的一个或多个。

发明内容

本公开提供了本发明的若干示例性实施例，这些实施例中的一些在下面论述。

在一个方面，本发明提供合金组合物和具有基于所述合金组合物的三维结构的植入物。在一个实施例中，组合物包括单相MgZn合金，所述单相MgZn合金包含2.0重量％的Zn到6重量％的Zn、位于次生相中的少于0.001重量％的一种或多种其它元素，并且其中其余部分为Mg。在一个实施例中，合金基本上不含微流电元素。在另一个示例性实施例中，组合物基本上由单相MgZn合金组成，所述单相MgZn合金包含2.0重量％的Zn到6重量％的Zn、位于次生相中的少于0.001重量％的一种或多种其它元素，并且其中其余部分为Mg。在一个此类实施例中，合金基本上不合微流电元素。在另一个示例性实施例中，组合物由单相MgZn合金组成，所述单相MgZn合金包含2.0重量％的Zn到6重量％的Zn、位于次生相中的少于0.001重量％的一种或多种其它元素，并且其中其余部分为Mg。在一个此类实施例中，合金基本上不含微流电元素。

在一个实施例中，MgZn合金包含少于5ppm的全部其它元素。在另一个实施例中，MgZn合金包含少于2ppm的全部其它元素。在另一个实施例中，MgZn合金包含少于1ppm的全部其它元素。在另一个实施例中，MgZn合金包含少于0.5ppm的全部其它元素。