CN105568103A

CN105568103A - 一种可降解生物医用镁合金

Info

Publication number: CN105568103A
Application number: CN201610000438.9A
Authority: CN
Inventors: 宋杰; 高玉明; 姜春慧; 赵佳峰; 杜兵博; 张泽平; 闫闵
Original assignee: Qingdao University of Technology
Current assignee: Qingdao University of Technology
Priority date: 2016-01-04
Filing date: 2016-01-04
Publication date: 2016-05-11

Abstract

本发明涉及一种生物医用材料领域的可降解四元镁合金材料Mg-Zn-Ca-Sn，适合人体环境中使用。本发明中各组分及重量百分比为：Zn？1-6%,Ca？0.1-2%,余Sn？0.1-6%，其余为Mg。本发明是一种由对人体无毒的全营养元素Mg、Zn、Ca、Sn组成的多元镁合金体系。合金材料采用高纯度的原材料和高洁净度的熔炼技术来制造。镁离子通过体内的吸收和肾脏的代谢使镁合金材料在体内逐渐被降解吸收。本镁合金具有强度高、塑性好、可降解且对生物体无毒性等特点，可应用在介入治疗支架，可降解吸收骨钉、骨板等医学领域。

Description

一种可降解生物医用镁合金

技术领域

本发明涉及合金材料技术领域，涉及一种可降解生物医用镁合金。

背景技术

目前临床应用生物医用金属材料主要为纯钛、钛合金、Co-Cr合金及316L不锈钢等。上述临床应用金属材料存在一些不足：如在人体内生理环境中可能引起材料腐蚀，从而造成毒性金属离子如Al、V、Ni等游离释放；由于金属材料的弹性模量明显高于人体骨骼模量，植入后容易引起应力屏蔽现象，肌肉、骨骼由于得不到足够的外力刺激而容易发生萎缩、植入失败等；同时，上述医用材料作为血管支架、骨板、骨钉等临时性植入物应用时，需要进行二次手术取出，增加了病人身体负担。镁是人体必需微量元素，镁合金密度低，与人体骨密度相近，弹性模量约为41-45GPa，与人体硬骨模量（约30GPa）相近，可有效降低应力屏蔽效应。由于镁的标准电极电位(-2.37V)很低，在人体生理环境内镁耐腐蚀性能差，利用镁及镁合金在人体环境中可腐蚀降解的特点，设计可降解生物医用镁合金以满足人体植入材料应用要求。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种合金，合金具有较高的强度，硬度，较高的生物体内耐腐蚀性能，能够适应做为生物体植入降解材料使用。

为实现上述目的，本发明提供一种合金，合金的化学成分与质量比分别为Zn1-6%,Ca0.1-2%，Sn0.1-6%，其余为Mg。

以上方案中优选的是，所述合金的化学成分和质量比分别为：Zn1%，Ca0.8%，Sn1%，其余为Mg。

以上方案中优选的是，所述合金的化学成分和质量比分别为：Zn1.5%，Ca0.75%，Sn1%，其余为Mg。

以上方案中优选的是，所述合金的化学成分和质量比分别为：Zn2%，Ca0.5%，Sn2%，其余为Mg。

以上方案中优选的是，所述合金的化学成分和质量比分别为：Zn2.5%，Ca0.35%，Sn2%，其余为Mg。

以上方案中优选的是，所述合金的化学成分和质量比分别为：Zn3%，Ca0.25%，Sn2%，其余为Mg。

以上方案中优选的是，所述合金的化学成分和质量比分别为：Zn4%，Ca0.2%，Sn2%，其余为Mg。

以上方案中优选的是，所述合金的化学成分和质量比分别为：Zn5%，Ca0.1%，Sn2%，其余为Mg。

以上方案中优选的是，所述合金的化学成分和质量比分别为:Zn：5%，Ca1%，Sn2%，其余为Mg。

以上方案中优选的是，所述合金的化学成分和质量比分别为:Zn：6%，Ca1%，Sn3%，其余为Mg。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明的合金通过合适的化学元素成分、含量配比，如Mg元素具有与骨骼相近的弹性模量，在人体环境中能够较快的分解，分解产物可被生物体吸收，且对为生物体有益的微量元素。Mg纯金属有一定的强度、塑性和韧性。Mg元素的比重轻，生物相容性良好等优点。Zn元素为人体有益微量元素，在Mg中添加少量的Zn元素，可减缓镁合金材料在生物体内的降解速度，Ca元素为人体有益元素，在Mg中添加少量的Ca元素将延缓镁合金的降解速递，提高合金材料的耐腐蚀性能。Sn元素是一种对人体无害的元素，在镁合金中添加Sn元素，将提高材料的强度，保证合金作为植入采用应用时足够的力学性能指标。当Mg中Zn、Ca、Sn合金元素含量较少时，经固溶处理后的镁合金组织为单相组织，将进一步提高合金材料的耐腐蚀性能。当合金元素含量较高时，固溶处理也难以得到完全单相的组织，如析出的第二相组织连续分布在镁基体的晶界上，则也可有效延缓材料的腐蚀降解速度，同时提高材料的强度。从而满足生物体降解材料的高强度、缓降解的性能要求。

具体实施方式

下面，结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明，但本发明并不局限于所列的实施例。

实施例1：

一种生物医用可降解镁合金，化学成分与质量比分别为Zn1%，Ca0.8%，Sn1%，其余为Mg。

实施例2：

一种生物医用可降解镁合金，化学成分与质量比分别为Zn2%，Ca0.5%，Sn2%，其余为Mg。

实施例1：

一种生物医用可降解镁合金，化学成分与质量比分别为Zn2.5%，Ca0.35%，Sn2%，其余为Mg。

实施例1：

一种生物医用可降解镁合金，化学成分与质量比分别为Zn3%，Ca0.25%，Sn2%，其余为Mg。

实施例1：

一种生物医用可降解镁合金，化学成分与质量比分别为Zn4%，Ca0.2%，Sn2%，其余为Mg。

实施例1：

一种生物医用可降解镁合金，化学成分与质量比分别为Zn6%，Ca1%，Sn3%，其余为Mg。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种可降解生物医用镁合金，其特征在于，包括：Mg、Zn、Ca、Sn，各组分及重量百分比为:Zn1-6%,Ca0.1-2%，Sn0.1-5%，余量为Mg。

2.如权利要求1所述的一种可降解生物医用镁合金，其特征在于，所述合金成分按照质量比分别为：Zn1%，Ca0.8%，Sn1%，余量为Mg。

3.如权利要求1所述的一种可降解生物医用镁合金，其特征在于，所述合金成分按照质量比分别为：Zn1.5%，Ca0.7%，Sn1.5%，余量为Mg。

4.如权利要求1所述的一种可降解生物医用镁合金，其特征在于，所述合金成分按照质量比分别为：Zn2%，Ca0.5%，Sn2%，余量为Mg。

5.如权利要求1所述的一种可降解生物医用镁合金，其特征在于，所述合金成分按照质量比分别为：Zn3%，Ca0.25%，Sn2%，余量为Mg。

6.如权利要求1所述的一种可降解生物医用镁合金，其特征在于，所述合金成分按照质量比分别为：Zn4%，Ca0.2%，Sn3%，余量为Mg。

7.如权利要求1所述的一种可降解生物医用镁合金，其特征在于，所述合金成分按照质量比分别为：Zn5%，Ca0.1%，Sn2%，余量为Mg。

8.如权利要求1所述的一种可降解生物医用镁合金，其特征在于，所述合金成分按照质量比分别为：Zn5%，Ca1%，Sn2%，余量为Mg。

9.如权利要求1所述的一种可降解生物医用镁合金，其特征在于，所述合金成分按照质量比分别为；Zn6%，Ca1%，Sn3%，余量为Mg。

10.如权利要求1-9任一项所述的一种可降解生物医用镁合金，其特征在于，所述权利要求2-5项的合金固溶处理后为单相组织；所述权利要求6-9项的合金固溶处理后为两相或多相组织。