CN106048348A - 生物相容性较好的医用镁基合金材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于医用合金材料领域，涉及一种生物相容性较好的医用镁基合金材料的制备方法，所述的医用镁基合金材料包括Ti、W、V、Ni、Cr、Ag、Sc、Nb、余量为Mg。制备方法包括以下步骤(1)分别取金属粉末材料，高速机械混合均匀；(2)投至将高温真空熔炼炉中，将真空熔炼炉内温度从室温升至660‑700℃，温度稳定后熔炼2h；(3)升高真空熔炼炉内温度为940‑970℃，温度稳定后熔3h；(4)升高真空熔炼炉内温度为1135‑1175℃，温度稳定后熔炼3h；(5)降低真空熔炼炉内温度为550‑580℃，保温2h；(6)再将真空熔炼炉内温度降至室温，为医用镁基合金材料。

Description

生物相容性较好的医用镁基合金材料的制备方法

技术领域

本发明属于医用合金材料领域，涉及一种镁基合金材料及其制备方法，特别是涉及一种医用镁基合金材料及其制备方法。

背景技术

目前临床应用的医用金属材料主要有不锈钢、钴基合金、钛合金、医用贵金属、医用形状记忆合金、纯金属钽、铌、锆等。近几年，随着加工方法、表面处理技术等的发展和成熟，在提高镁合金耐腐蚀性能和力学性能方面得到很大的提高，研究者开始进一步开展镁及镁合金作为外科植入材料的研究。目前已被发展为硬组织工程支架的多孔生物陶瓷和聚合物支架可以促使骨质和组织在其孔内生长，使损伤较快恢复，但力学性能差。因此，发展新的骨组织工程支架材料，需要它既要有良好的力学性能，又要有类似于骨的多孔结构和生物可降解性能。近期的研究表明，镁的性能基本符合骨组织工程多孔支架的要求，即较低的弹性模量和适当的强度，良好的生物相容性、生物可降解和可吸收性等。因此镁及镁合金有条件成为一种理想的替代骨组织的工程支架材料。

发明内容

要解决的技术问题：镁基合金材料在生物医学领域有较多的应用，当镁基合金材料用于固定材料时，需要具有较优异的硬度、拉伸强度和抗压强度，同时还需要具有良好的生物相容性，因此需要提高镁基合金材料的机械强度，进一步提高镁基合金材料在生物医学领域中的应用范围。

技术方案：为了解决上述问题，本发明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金材料按重量包括下述的成分：

Ti 3.2wt%-5.6wt%、

W 0.3wt%-0.8wt%、

V 0.2wt%-0.7wt%、

Ni 1.2wt%-3.4wt%、

Cr 0.3wt%-1.1wt%、

Ag 0.2wt%-0.6wt%、

Sc 0.3wt%-0.8wt%、

Nb 0.2wt%-0.8wt%、

余量为Mg。

进一步的，所述的一种医用镁基合金材料，按重量包括下述的成分：

Ti 3.8wt%-5.2wt%、

W 0.4wt%-0.7wt%、

V 0.3wt%-0.6wt%、

Ni 1.6wt%-3.0wt%、

Cr 0.5wt%-0.9wt%、

Ag 0.3wt%-0.5wt%、

Sc 0.4wt%-0.7wt%、

Nb 0.3wt%-0.7wt%、

余量为Mg。

更进一步的，所述的一种医用镁基合金材料，按重量包括下述的成分：

Ti 4.5wt%、

W 0.6wt%、

V 0.4wt%、

Ni 2.3wt%、

Cr 0.7wt%、

Ag 0.4wt%、

Sc 0.6wt%、

Nb 0.5wt%、

余量为Mg。

一种医用镁基合金材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）分别取金属粉末材料，按重量百分取Ti为3.2wt%-5.6wt%、W为0.3wt%-0.8wt%、V为0.2wt%-0.7wt%、Ni为1.2wt%-3.4wt%、Cr为0.3wt%-1.1wt%、Ag为0.2wt%-0.6wt%、Sc为0.3wt%-0.8wt%、Nb为0.2wt%-0.8wt%、余量为Mg，将上述的金属粉末材料用高速混合机机械混合，混合至金属粉末混合均匀；

（2）混合均匀后把金属粉末材料投至将高温真空熔炼炉中，真空熔炼炉内压强为100-500Pa，将真空熔炼炉内温度从室温升至660-700℃，温度稳定后熔炼2h；

（3）升高真空熔炼炉内温度为940-970℃，温度稳定后熔3h；

（4）升高真空熔炼炉内温度为1135-1175℃，温度稳定后熔炼3h；

（5）降低真空熔炼炉内温度为550-580℃，保温2h；

（6）再将真空熔炼炉内温度降至室温，为医用镁基合金材料。

优选的，所述的一种医用镁基合金材料的制备方法，步骤（2）中真空熔炼炉内压强为300Pa。

优选的，所述的一种医用镁基合金材料的制备方法，步骤（2）中将真空熔炼炉内温度从室温升至680℃。

优选的，所述的一种医用镁基合金材料的制备方法，步骤（3）中升高真空熔炼炉内温度为955℃。

优选的，所述的一种医用镁基合金材料的制备方法，步骤（4）中升高真空熔炼炉内温度为1155℃。

优选的，所述的一种医用镁基合金材料的制备方法，步骤（5）中降低真空熔炼炉内温度为570℃。

有益效果：本发明的医用镁基合金材料属于生物医学领域，由于其突出的拉伸强度、硬度和抗压强度，适用于制备医学固定材料等材料。并且在使用中具有良好的生物相容性、无副作用。本发明的镁基合金材料通过对其制备工艺和元素组成优化，制得的镁基合金材料具有优良的性能。

具体实施方式

实施例1

（1）分别取金属粉末材料，按重量百分取Ti为5.6wt%、W为0.3wt%、V为0.2wt%、Ni为3.4wt%、Cr为1.1wt%、Ag为0.2wt%、Sc为0.8wt%、Nb为0.8wt%、余量为Mg，将上述的金属粉末材料用高速混合机机械混合，混合至金属粉末混合均匀；

（2）混合均匀后把金属粉末材料投至将高温真空熔炼炉中，真空熔炼炉内压强为500Pa，将真空熔炼炉内温度从室温升至700℃，温度稳定后熔炼2h；

（3）升高真空熔炼炉内温度为940℃，温度稳定后熔3h；

（4）升高真空熔炼炉内温度为1175℃，温度稳定后熔炼3h；

（5）降低真空熔炼炉内温度为580℃，保温2h；

（6）再将真空熔炼炉内温度降至室温，为医用镁基合金材料。

实施例2

（1）分别取金属粉末材料，按重量百分取Ti为3.2wt%、W为0.8wt%、V为0.7wt%、Ni为1.2wt%、Cr为0.3wt%、Ag为0.6wt%、Sc为0.3wt%、Nb为0.2wt%、余量为Mg，将上述的金属粉末材料用高速混合机机械混合，混合至金属粉末混合均匀；

（2）混合均匀后把金属粉末材料投至将高温真空熔炼炉中，真空熔炼炉内压强为100Pa，将真空熔炼炉内温度从室温升至660℃，温度稳定后熔炼2h；

（3）升高真空熔炼炉内温度为970℃，温度稳定后熔3h；

（4）升高真空熔炼炉内温度为1135℃，温度稳定后熔炼3h；

（5）降低真空熔炼炉内温度为550℃，保温2h；

（6）再将真空熔炼炉内温度降至室温，为医用镁基合金材料。

实施例3

（1）分别取金属粉末材料，按重量百分取Ti为5.2wt%、W为0.7wt%、V为0.3wt%、Ni为3.0wt%、Cr为0.5wt%、Ag为0.5wt%、Sc为0.7wt%、Nb为0.3wt%、余量为Mg，将上述的金属粉末材料用高速混合机机械混合，混合至金属粉末混合均匀；

（2）混合均匀后把金属粉末材料投至将高温真空熔炼炉中，真空熔炼炉内压强为500Pa，将真空熔炼炉内温度从室温升至700℃，温度稳定后熔炼2h；

（3）升高真空熔炼炉内温度为940℃，温度稳定后熔3h；

（4）升高真空熔炼炉内温度为1175℃，温度稳定后熔炼3h；

（5）降低真空熔炼炉内温度为580℃，保温2h；

（6）再将真空熔炼炉内温度降至室温，为医用镁基合金材料。

实施例4

（1）分别取金属粉末材料，按重量百分取Ti为3.8wt%、W为0.4wt%、V为0.6wt%、Ni为1.6wt%、Cr为0.9wt%、Ag为0.3wt%、Sc为0.4wt%、Nb为0.7wt%、余量为Mg，将上述的金属粉末材料用高速混合机机械混合，混合至金属粉末混合均匀；

（2）混合均匀后把金属粉末材料投至将高温真空熔炼炉中，真空熔炼炉内压强为100Pa，将真空熔炼炉内温度从室温升至660℃，温度稳定后熔炼2h；

（3）升高真空熔炼炉内温度为970℃，温度稳定后熔3h；

（4）升高真空熔炼炉内温度为1135℃，温度稳定后熔炼3h；

（5）降低真空熔炼炉内温度为550℃，保温2h；

（6）再将真空熔炼炉内温度降至室温，为医用镁基合金材料。

实施例5

（1）分别取金属粉末材料，按重量百分取Ti为4.5wt%、W为0.6wt%、V为0.4wt%、Ni为2.3wt%、Cr为0.7wt%、Ag为0.4wt%、Sc为0.6wt%、Nb为0.5wt%、余量为Mg，将上述的金属粉末材料用高速混合机机械混合，混合至金属粉末混合均匀；

（2）混合均匀后把金属粉末材料投至将高温真空熔炼炉中，真空熔炼炉内压强为300Pa，将真空熔炼炉内温度从室温升至680℃，温度稳定后熔炼2h；

（3）升高真空熔炼炉内温度为955℃，温度稳定后熔3h；

（4）升高真空熔炼炉内温度为1155℃，温度稳定后熔炼3h；

（5）降低真空熔炼炉内温度为570℃，保温2h；

（6）再将真空熔炼炉内温度降至室温，为医用镁基合金材料。

对比例1

（1）分别取金属粉末材料，按重量百分取Ti为5.6wt%、W为0.3wt%、V为0.2wt%、Ni为3.4wt%、Cr为1.1wt%、Ag为0.2wt%、余量为Mg，将上述的金属粉末材料用高速混合机机械混合，混合至金属粉末混合均匀；

（2）混合均匀后把金属粉末材料投至将高温真空熔炼炉中，真空熔炼炉内压强为500Pa，将真空熔炼炉内温度从室温升至700℃，温度稳定后熔炼2h；

（3）升高真空熔炼炉内温度为940℃，温度稳定后熔3h；

（4）升高真空熔炼炉内温度为1175℃，温度稳定后熔炼3h；

（5）降低真空熔炼炉内温度为580℃，保温2h；

（6）再将真空熔炼炉内温度降至室温，为医用镁基合金材料。

测定了本发明的实施例和对比例的医用镁基合金材料的拉伸强度、抗压强度、维氏硬度。结果如下：

Claims (1)

1.一种医用镁基合金材料的制备方法，其特征在于所述的医用镁基合金材料的制备方法包括以下步骤：

（1）分别取金属粉末材料，按重量百分取Ti为3.8wt%-5.2wt%、W为0.4wt%-0.7wt%、V为0.3wt%-0.6wt%、Ni为1.6wt%-3.0wt%、Cr为0.5wt%-0.9wt%、Ag为0.3wt%-0.5wt%、Sc为0.4wt%-0.7wt%、Nb为0.3wt%-0.7wt%、余量为Mg，将上述的金属粉末材料用高速混合机机械混合，混合至金属粉末混合均匀；

（2）混合均匀后把金属粉末材料投至将高温真空熔炼炉中，真空熔炼炉内压强为300Pa，将真空熔炼炉内温度从室温升至680℃，温度稳定后熔炼2h；

（3）升高真空熔炼炉内温度为940-970℃，温度稳定后熔3h；

（4）升高真空熔炼炉内温度为1135-1175℃，温度稳定后熔炼3h；

（5）降低真空熔炼炉内温度为550-580℃，保温2h；

（6）再将真空熔炼炉内温度降至室温，为医用镁基合金材料。