[发明专利]生物医用可降解镁合金材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种生物医用可降解镁合金材料及其制备方法，其中，生物医用可降解镁合金材料包括镁合金基体和沉积于所述镁合金基体上的镁锌钙合金层，所述镁锌钙合金层的厚度为0.5～10μm。本发明的镁合金基体上沉积镁锌钙合金层，镁锌钙合金中存在α‑Mg、Mg₂Zn₁₁、Mg₂Ca第二相，由于镁锌钙合金中第二相的存在，分布在晶粒内部或析出后分布在晶界，通过沉积于镁合金基体上可调整镁合金基体表面的功能有效性，适应体内不同骨骼部位所承受的受力状态，力争达到与骨组织的力学性能相适配，生物相容性适配，通过涂层的厚度进行调控腐蚀降解性能。在基体表面沉积厚度为0.5～10μm的表层，既保持了镁合金基体本身的生物相容性，又能对镁合金基体的表面耐腐蚀性进行调控。

技术领域

本发明属于镁合金领域，具体涉及一种生物医用可降解镁合金及其制备方法。

背景技术

镁合金是以镁为基体添加铝、锌、锰等元素组成的合金，它具有强度高、比刚度高、导热性好、良好的塑性变形能力和可回收等优点，作为最轻的工程材料，早期镁合金主要广泛应用于汽车、航空航天、电子、化工等方面。在二十一世纪后，研究者发现，与其他金属植入材料相比，镁合金的杨氏模量更接近于自然骨。且镁合金植入人体后不会破坏人体血系统的动态平衡，且镁合金植入物具有抗凝血性和骨诱导性。镁合金在人体中具有生物可降解性，降解产物为无毒氧化物和氢氧化物，在新骨再生过程中，镁合金降解产物可以增强成骨细胞活性，一直破骨细胞活性，当骨组织愈合后，镁合金植入物最终被自然组织所取代，避免了二次手术的取出，即降低了成本也减少了患者的痛苦。因此，镁合金可适合用作短期或暂时的骨植入物。

但是，镁合金的耐腐蚀性较差，在生理系统下会腐蚀，在骨组织充分愈合前植入物就失去了完整性而导致植入手术失败。由于镁合金在体内腐蚀速度快，在新骨完全形成之前，很难保证未腐蚀的镁合金能够继续起到支撑作用。目前的镁合金普遍存在力学性能不足，塑性变形能力差的问题，因而如何提高镁合金的力学性能和耐腐蚀性成为业界研究的热点和难点。

发明内容

基于上述问题，本发明的目的在于提供一种生物医用可降解镁合金材料及其制备方法，此生物医用可降解镁合金材料不仅耐腐蚀性能强，而且具有较强的力学性能。

为实现上述目的，本发明一方面提供了一种生物医用可降解镁合金材料，包括镁合金基体和沉积于所述镁合金基体上的镁锌钙合金层，所述镁锌钙合金层的厚度为0.5～10μm。

本发明的镁合金基体上沉积镁锌钙合金层，镁锌钙合金中存在α-Mg、Mg₂Zn₁₁、Mg₂Ca第二相，由于镁锌钙合金中第二相的存在，分布在晶粒内部或析出后分布在晶界，通过沉积于镁合金基体上可调整镁合金基体表面的功能有效性，适应体内不同骨骼部位所承受的受力状态，力争达到与骨组织的力学性能相适配，生物相容性适配，通过涂层的厚度进行调控腐蚀降解性能。在基体表面沉积厚度为0.5～10μm的表层，既保持了镁合金基体本身的生物相容性，又能对镁合金基体的表面耐腐蚀性进行调控。可降解镁合金材料应用于医疗器械，具备一个适当的在体有效使用时间，因而满足当病变组织修复后，不希望植入体器械过长时间的留在体内的需要，其解决了目前临床所遇到的二次手术不足之处问题。

较佳的，所述镁合金基体的成分为镁铝合金、镁锰合金、镁锌合金、镁锂合金和镁钙合金中的一种或由其组合而成的多元系镁合金。

较佳的，所述镁锌钙合金层中各成分的质量百分数组成为：Mg 30～70％、Zn 25～65％、Ca 1～40％，优选为Mg 40～60％、Zn 35～55％、Ca 1～10％，更优选为Mg 50％、Zn45％、Ca 5％。

较佳的，所述镁锌钙合金层通过将镁锌钙合金于所述镁合金基体表面通过电化学沉积、物理气相沉积或热喷涂而成。

本发明另一方面提供了一种生物医用可降解镁合金材料的制备方法，包括依次的如下步骤：