[发明专利]一种可降解医用合金及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及生物医用金属材料技术领域，尤其涉及一种可降解医用合金及其制备方法和应用。本发明提供了一种可降解医用合金，按质量百分比计，包括以下金属元素：Zn 3.0～4.1％，Zr 0.1～0.5％和余量的Mg；或Zn 3.0～4.1％，Sr 0.2～0.5％和余量的Mg。所述可降解医用合金具有较高的生物安全性、良好的强韧性和较好的降解可控性。

技术领域

本发明涉及生物医用金属材料技术领域，尤其涉及一种可降解医用合金及其制备方法和应用。

背景技术

金属材料是最早用于临床的生物医用材料，可用于传统的人体硬组织、软组织的缺损，创伤和疾病等的修复、矫形及替代等治疗，传统的医用金属材料主要有316L不锈钢、Co-Cr合金、钛及钛合金等，这些材料虽然在耐腐蚀方面具有明显优势，但是由于其植入人体后，不能随着植入时间的延长而发生降解，会给患者带来二次手术的痛苦。镁和镁合金由于其物理性能及可降解性在生物医用领域具有很大的应用优势和潜力，如骨科及心血管支架植入材料方面。但是目前生物医用镁合金因腐蚀速率过快和腐蚀速率不可控的问题制约了其在生物医用领域的大规模应用。因此，制备出满足生物医用植入材料要求的镁合金具有重大的科研价值和社会经济价值。

申请号为201210550633.0的中国专利公开了一种均匀降解的骨科植入镁合金材料，其各组分重量百分比含量：Gd为0～5％，Nd为1～％，Sr为0～2％且不包括0，Zn为0～0.5％，Zr为0～1％且不包括0，其余为Mg。申请号为201310105668.8的中国专利公开了一种可生物降解Mg-Gd-Zn-Sr-Zr系镁合金及其制备方法，其中各组分的质量百分含量：Gd为5～10％，Zn为0.5～3％，Sr为0.1～1％，Zr为0.1～1％，余量为Mg。这两种发明都具有稀土元素，且稀土元素含量较多。针对当前生物材料，特别是高含量的稀土元素对生物镁合金是不利的。

针对上述问题，申请号为201510175509.4的中国专利公开了一种医用镁基合金材料及其制备方法，所述的医用镁基合金材料包括Ti、W、V、Ni、Cr、Ag、Sc、Nb和余量的Mg。制备方法为分别取金属粉末材料，高速机械混合均匀后投至高温真空熔炼炉中，真空熔炼时最高温度达1175℃。其发明的医用镁基合金强度高，但工艺复杂，成本过高，且合金中元素过多，合金的耐腐蚀性差。

因此，如何使镁合金同时具备较高的生物安全性、良好的强韧性和较好的耐腐蚀性(降解可控性)还是目前所面临的尚未解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可降解医用合金及其制备方法和应用，所述可降解医用合金具有较高的生物安全性、良好的强韧性和较好的耐腐蚀性(降解可控性)。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种可降解医用合金，按质量百分比计，包括以下金属元素：Zn 3.0～4.1％，Zr 0.1～0.5％和余量的Mg；

或Zn 3.0～4.1％，Sr 0.2～0.5％和余量的Mg。

本发明还提供了上述技术方案所述可降解医用合金的制备方法，包括以下步骤：

按照上述技术方案所述可降解医用合金的金属元素的质量配比，将金属锌、中间合金和金属镁依次进行熔炼、浇注和凝固，得到镁合金铸锭；

将所述镁合金铸锭依次进行均匀化处理和热挤压，得到所述可降解医用合金；

所述中间合金为Mg-Zr中间合金或Mg-Sr中间合金；

所述凝固在施加旋转磁场的条件下进行。

优选的，所述熔炼的过程为：所述熔炼的过程为：在保护气氛中，在温度为710～720℃的环境中将金属镁熔化后，升温至770～780℃，加入Mg-Zr中间合金至熔化后，降温至710～720℃，加入金属Zn至熔化；