[发明专利]镁基可吸收合金

说明书

镁合金含有少量的锂、锌、钙和锰。例如，镁合金可以包含1‑5重量％的锂、0.2‑2.0重量％的锌、0.1‑0.5重量％的钙和0.1‑0.8重量％的锰。这些合金元素都是营养元素，使得本发明合金可以在体内安全地分解，然后被身体吸收和/或排出体外。Li、Zn、Ca和Mn各自有助于合金的固溶强化。Ca还充当晶粒细化剂，而Zn和Ca均形成强化和控制腐蚀的金属间化合物。任选地，合金还可以包含少量钇以增加强度和耐腐蚀性。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年6月3日提交的名称为镁基可吸收合金的美国临时专利申请第62/856293号的权益，其全部公开内容在此通过引用明确并入本文。

发明背景

1.技术领域

本发明涉及在生物医学应用中使用的线，特别地，涉及用于医疗器械如支架中的可生物降解的线。

2.相关技术的描述

专门的可吸收材料是外科植入物应用的持续开发的焦点。例如，用于制造可吸收支架的设计工作主要集中在用于冠状动脉病变的球囊扩张技术上，可包括聚合材料如聚L乳酸(PLLA)或聚L乙醇酸(PLGA)，或金属材料如镁(Mg)、铁(Fe)或锌(Zn)基合金。一些研究方法还关注于混合材料，包括可吸收聚合物和金属的各种组合。虽然此类材料是可吸收的，但它们的功能特性，例如机械强度和延展性、腐蚀速率或生物相容性，可能不足以满足特定应用。

可吸收材料的其他应用，包括营养金属可吸收材料，包括临时骨折固定器械如骨板。在某些情况下，骨板在骨折后骨再生过程中必须提供指定水平的机械强度，但骨折愈合后骨板的存在可能会导致并发症和/或需要手术切除。

已经研究了许多镁基合金在这种可吸收植入物应用中的效用。例如，WE43是一种合金，通常含有4重量％Y和3重量％其他稀土(主要是Nd)和0.5％Zr。这种合金具有相对较高的强度、适中的延展性和一般可接受的腐蚀速率。然而，它确实具有相对大量的稀土元素，这些元素在体内可能具有较长的停留时间。

已经研究了不含稀土元素，而是包含身体固有的添加元素，如Zn、Ca和/或Mn的其他镁基合金。这些合金的强度通常低于含稀土的合金，但具有可比的延展性。它们的腐蚀速率可根据热处理形成的特定沉淀物进行调整。对于某些应用，例如线基医疗器械，这些合金可能没有足够的强度。

此外，上述已知的稀土和镁基合金的延展性仅适中，对于需要显著塑性变形的一些器械(例如U形钉、夹子或支架)，需要更大的延展性。更大的延展性也提高了此类器械半成品的可制造性。

已知将锂(Li)添加到Mg中将提高合金的延展性。当锂含量大于11重量％时，合金的晶体结构从脆性六方密装结构(HCP)转变为韧性体心立方结构(BCC)。在约6重量％至约11重量％之间，存在双相结构HCP和BCC，而6重量％以下的Li，则保留了固有HCP。Mg-Li二元合金、Mg-Li-Ca合金和Mg-Li-Al-稀土合金已被研究为潜在的可吸收金属。虽然已发现锂可提高延展性，但也会降低强度并可能降低腐蚀速率。它也是一种精神活性元素，合金中大量的锂可能会产生相关的不利影响。

已知的可吸收镁基合金因此具有强度、延展性、生物相容性和耐腐蚀性的各种组合。然而，对于需要显著塑性变形的器械，没有一种已知的可吸收合金具有这些参数的最佳组合。

需要的是对前述的改进。

发明内容