[发明专利]一种自催化降解多孔铁基骨植入物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种自催化降解多孔铁基骨植入物及其制备方法，属于可降解生物医用金属领域。所述一种自催化降解多孔铁基骨植入物，由铁基体和氯化钠组成，其中氯化钠的质量百分比为1.1‑4.5 wt.％。所述氯化钠粉末及铁粉混合粉末经过机械混合、球磨分散后，利用电火花烧结成型。本发明的有益效果是能够低于铁熔点情况下，快速成型大块状多孔铁基骨植入物，具备自催化降解作用，众多微小均匀分布的微观腐蚀形成宏观快速降解。

技术领域

本发明涉及生物医用铁基骨植入物，属于可降解生物医用金属领域。

背景技术

随着人口老龄化的加剧，交通事故、运动损伤等意外情况的频发，骨缺损患者明显越来越多，如出现骨组织坏死、骨关节创伤等疾病，这极大地刺激了骨植入物的需求。从骨的承载功能来看，骨植入物需要具有足够的强度来承受负载，金属骨植入物具有良好的机械性能，满足承受载荷的基本要求，骨科植入物以金属材料为主，常用的有不锈钢、钴镍合金、钛合金三大类，另外还有记忆合金、贵金属等。这类金属植入人体后与人体亲和性好，没有毒性，也没有严重的排异反应，化学稳定性高，不容易发生腐蚀，在植入初期发挥了良好的治疗骨缺损效果，但骨组织康复后，这些惰性植入物作为异物，易引发炎症，需要进行手术取出。

近年来，具有良好的生物相容性，能在生物体内完成溶解的可降解生物医用金属引起了人们的关注。可降解生物医用金属能够在人体生理环境中发生腐蚀，实现了在骨组织修复的同时逐步降解，并最终在宿主体内完全溶解目的，避免了骨组织完全恢复后进行的二次手术带给患者及其亲属带来的心理及经济上负担，是一类极具临床应用前景的骨科植入物，被誉为“革命性金属生物材料”。

研究显示，可降解生物医用金属主要包括镁及其合金、锌及其合金、铁及其合金。从骨承载的功能来看，镁及其合金、锌及其合金作为密质骨强度有待进一步提高。而铁及其合金有充足的强度、良好的韧性，作为骨植入物具有极大的应用潜力。同时，铁是人体必须的微量元素，在人体中发挥着重要的生理作用，比如参与氧气运输等，人体中每天需补充一定量的铁，以维持正常的生理功能。但是，生物医用铁及其合金腐蚀电位较高(大约-0.4V)，腐蚀动力慢，降解速率低于骨组织修复速率，因此亟待调控其生物降解速率，以加快其生物医用。

发明内容

针对现有技术中生物医用铁降解慢，难以满足骨组织修复的问题，本发明提出制备铁/氯化钠骨植入物。该骨植入物降解过程中，氯化钠会释放氯离子及钠离子，在铁基体中产生多孔结构，同时释放的氯离子半径小，吸附及穿透铁基体能力强，增强腐蚀延展及其穿透力，产生自催化效果；氯离子是人体体液中的主要负离子，它主要负责控制静止期细胞的膜电位以及细胞体积，还具有调控甘氨酸和伽马氨基丁酸的作用；释放的钠离子是细胞外液中带正电的主要离子,参于水的代谢,保证体内水的平衡；参于心肌肉和神经功的调节等作用，因此从氯化钠生理作用来讲，其引入骨植入物中具有一定的生物安全性。

为了达到加快铁降解目的，本发明提供以下技术方案：

一种自催化降解多孔铁基骨植入物，是由铁基体和氯化钠组成，其中氯化钠的质量百分比为1.1-4.5wt.％。

进一步地，所述一种自催化降解多孔铁基骨植入物中，所述氯化钠的质量百分比为1.2-3.2wt.％。

进一步地，所述一种自催化降解多孔铁基骨植入物中，所述氯化钠的质量百分比为2.8wt.％。

进一步地，所述氯化钠粉的粒度为20-45微米，所述铁粉尺寸为40-80微米。

所述一种自催化降解多孔铁基骨植入物中,氯化钠能够快速溶解在周围，留下众多均匀分布的微观孔隙，微观孔隙周围的金属电位较负，处于活化状态；微观孔隙外的金属电位较正，处于钝化状态，于是微孔内外形成一个活态，也就是钝态微电偶腐蚀单元，该单元中阳极(微观孔隙周围活化金属)面积较小，而阴极(微观孔隙外钝化金属)面积较大，产生小阳极大阴极现象，造成阳极电流密度大，阳极溶解加剧，腐蚀具有深挖扩展能力，即自催化加速向深处腐蚀，众多微小均匀分布的微观腐蚀形成宏观快速降解。