CN111304504A - 具有可调节降解率的超纯镁合金 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有可调节降解率的超纯镁合金。本发明公开一种合金和具有基于此类合金的三维结构的植入物。所述合金包括MgZnCa合金，所述MgZnCa合金包含比Mg基合金惰性小的纳米析出物、比Mg基合金惰性大的多种纳米析出物，并具有在3.0重量％的Zn到6重量％的Zn的范围内的Zn含量、在0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量，具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素，其中其余部分为Mg。

Description

具有可调节降解率的超纯镁合金
本申请是申请目为2013年8月29日，申请号为201380056515.7，发明名称为“具有可调节降解率的超纯镁合金”的发明专利申请的分案申请。
本专利申请要求2012年8月31日提交的美国临时专利申请61/695,621和2013年3月14日提交的美国非临时性专利申请13/827,008的优先权权益，它们的全部内容以引用方式并入本文。
技术领域
本发明涉及具有改善的降解特性的镁合金。
背景技术
镁植入物早在20世纪30年代被若干外科医生在临床上用于骨折治疗。例如，J.Verbrugge(1934)对21个患者使用纯镁和镁-8％铝合金植入物两者。然而，在第二次世界大战以后，镁作为吸收性植入物材料的使用减少。近年来，研究人员重新开始了对吸收性镁植入物的关注。镁研究的主要焦点在于合金和涂层的开发。主要目标是控制降解率，以避免在降解期间形成气泡，并且避免潜在有害的合金化元素。因此，存在对于这样的镁合金的需求，所述镁合金的降解率可根据需要进行控制和/或调整。
商业级纯镁(3N-Mg)不表现出均匀的体外或体内降解。据信由于包括铁(Fe)、铜(Cu)和镍(Ni)在内的微流电元素的形成，商业产品中杂质的存在增加了降解率。因此，存在对于超纯镁材料的需求以用于包括外科植入物的医疗应用。
为了预先防止次生相，其它污染物诸如钴(Co)、硅(Si)、锰(Mn)和铝(Al)也需要进行控制。很多时候，单一污染物的存在可降低其它污染物的溶解度极限。这些微量元素的存在可改变镁相图内的低共熔温度。在凝固过程期间，污染物可在枝晶间空间中积累，并且引起次生相的形成。这些相不能通过后续的热机械处理来消除。
本发明的实施例克服上述挑战中的一个或多个。
发明内容
本公开提供了本发明的若干示例性实施例，这些实施例中的一些在下面论述。
在一个方面，本发明提供合金组合物和具有基于所述合金组合物的三维结构的植入物。在一个实施例中，组合物包括单相MgZn合金，所述单相MgZn合金包含2.0重量％的Zn到6重量％的Zn、位于次生相中的少于0.001重量％的一种或多种其它元素，并且其中其余部分为Mg。在一个实施例中，合金基本上不含微流电元素。在另一个示例性实施例中，组合物基本上由单相MgZn合金组成，所述单相MgZn合金包含2.0重量％的Zn到6重量％的Zn、位于次生相中的少于0.001重量％的一种或多种其它元素，并且其中其余部分为Mg。在一个此类实施例中，合金基本上不合微流电元素。在另一个示例性实施例中，组合物由单相MgZn合金组成，所述单相MgZn合金包含2.0重量％的Zn到6重量％的Zn、位于次生相中的少于0.001重量％的一种或多种其它元素，并且其中其余部分为Mg。在一个此类实施例中，合金基本上不含微流电元素。
在一个实施例中，MgZn合金包含少于5ppm的全部其它元素。在另一个实施例中，MgZn合金包含少于2ppm的全部其它元素。在另一个实施例中，MgZn合金包含少于1ppm的全部其它元素。在另一个实施例中，MgZn合金包含少于0.5ppm的全部其它元素。
在另一个实施例中，组合物包括MgZnCa合金，所述MgZnCa合金包含比MgZn合金惰性小的纳米析出物并具有在3.0重量％的Zn到6重量％的Zn的范围内的Zn含量以及在0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量、位于次生相中的少于0.001重量％的一种或多种其它元素，并且其中其余部分为Mg。在另一个实施例中，组合物基本上由MgZnCa合金组成，所述MgZnCa合金包含比MgZn合金惰性小的惰性纳米析出物并具有在3.0重量％的Zn到6重量％的Zn的范围内的Zn含量以及在0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量、位于次生相中的少于0.001重量％的一种或多种其它元素，并且其中其余部分为Mg。在另一个实施例中，组合物由MgZnCa合金组成，所述MgZnCa合金包含比MgZn合金惰性小的纳米析出物并具有在3.0重量％的Zn到6重量％的Zn的范围内的Zn含量以及在0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量、位于次生相中的少于0.001重量％的一种或多种其它元素，并且其中其余部分为Mg。
在一个实施例中，MgZnCa合金包含少于5ppm的全部其它元素。在另一个实施例中，MgZnCa合金包含少于2ppm的全部其它元素。在另一个实施例中，MgZnCa合金包含少于1ppm的全部其它元素。在另一个实施例中，MgZnCa合金包含少于0.5ppm的全部其它元素。
在一些其它此类实施例中，惰性较小的纳米析出物包含Mg6Zn3Ca2。
在另一个实施例中，组合物包括MgZnCa合金，所述MgZnCa合金包含纳米析出物并具有3.0重量％的Zn到6重量％的Zn的范围内的Zn含量以及0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量、位于次生相中的少于0.001重量％的一种或多种其它元素，并且其中其余部分为Mg，并且其中纳米析出物比其余部分Mg惰性小。在另一个实施例中，组合物基本上由MgZnCa合金组成，所述MgZnCa合金包含惰性的纳米析出物并具有3.0重量％的Zn到6重量％的Zn的范围内的Zn含量以及0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量、位于次生相中的少于0.001重量％的一种或多种其它元素，并且其中其余部分为Mg，并且其中纳米析出物比其余部分Mg惰性小。在另一个实施例中，组合物由MgZnCa合金组成，所述MgZnCa合金包含纳米析出物并具有3.0重量％的Zn到6重量％的Zn的范围内的Zn含量以及0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量、位于次生相中的少于0.001重量％的一种或多种其它元素，并且其中其余部分为Mg，并且其中纳米析出物比其余部分Mg惰性小。
在一个实施例中，MgZnCa合金包含少于5ppm的全部其它元素。在另一个实施例中，MgZnCa合金包含少于2ppm的全部其它元素。在另一个实施例中，MgZnCa合金包含少于1ppm的全部其它元素。在另一个实施例中，MgZnCa合金包含少于0.5ppm的全部其它元素。
在一些其它此类实施例中，惰性较小的纳米析出物包含Mg6Zn3Ca2。
在另一个实施例中，组合物包括MgZnCa合金，所述MgZnCa合金包含比MgZn合金惰性小的纳米析出物、比MgZn合金惰性大的多种纳米析出物，并具有3.0重量％的Zn到6重量％的Zn的范围内的Zn含量以及0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量、位于次生相中的少于0.001重量％的一种或多种其它元素，其中其余部分为Mg。在另一个实施例中，组合物基本上由MgZnCa合金组成，所述MgZnCa合金包含比MgZn合金惰性小的纳米析出物、比MgZn合金惰性大的多种纳米析出物，并具有3.0重量％的Zn到6重量％的Zn的范围内的Zn含量以及0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量、位于次生相中的少于0.001重量％的一种或多种其它元素，并且其中其余部分为Mg。在另一个实施例中，组合物由MgZnCa合金组成，所述MgZnCa合金包含比MgZn合金惰性小的纳米析出物，比Mg基体惰性大的多种纳米析出物，并具有3.0重量％的Zn到6重量％的Zn的范围内的Zn含量以及0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量、位于次生相中的少于0.001重量％的一种或多种其它元素，并且其中其余部分为Mg。
在一个实施例中，MgZnCa合金包含少于5ppm的全部其它元素。在另一个实施例中，MgZnCa合金包含少于2ppm的全部其它元素。在另一个实施例中，MgZnCa合金包含少于1ppm的全部其它元素。在另一个实施例中，MgZnCa合金包含少于0.5ppm的全部其它元素。
在一些此类实施例中，比Mg惰性小的纳米析出物包含Mg6Zn3Ca2。在其它此类实施例中，比Mg基体惰性大的纳米析出物包含Mn-Zn。
在根据本发明的合金的一些实施例中，每种合金具有小于10μm的晶粒尺寸。在本发明的一些合金中，每种合金具有至少200MPa的屈服强度。在一些实施例中，每种合金具有至少200MPa的屈服强度。在一个实施例中，每种合金具有至少250MPa的极限拉伸强度。在另一个实施例中，每种合金具有至少15％的断裂伸长率。在另一个实施例中，每种合金具有如在模拟体液中测量的小于0.5mg/cm2天的体外降解率。
在其它实施例中，植入物为矫形植入物。在此类实施例中，矫形植入物包含如下中的一种或多种：钉、螺丝、缝钉、板、杆、大头钉、螺栓、锁定螺栓和IM钉、锚定件、榫钉、塞、栓、套筒、网片、横向连接器、螺母、成形体、脊保持架、线材、K线材、织造结构、夹钳、夹板、支架、泡沫和蜂窝结构。在一些其它实施例中，与包含微流电杂质的镁合金植入物相比，所述植入物具有较低的降解率。
在其它实施例中，所述植入物为非矫形植入物。在此类实施例中，非矫形植入物包括心血管支架、神经支架和椎体成形术支架。
在植入物的另一个实施例中，每种合金具有如在模拟体液中测量的小于0.5mg/cm2天的体外降解率。
在一个方面，本发明提供了制备根据本文所述实施例的合金的方法。在一个实施例中，方法包括：(a)浇铸合金，所述合金包含(i)具有至少99.997重量％的纯度并具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素的超纯镁；和(ii)从2.0重量％到6重量％的具有至少99.999重量％的纯度的锌，所述浇铸是在惰性气氛和惰性反应容器中执行的；(b)在两个不同的温度下加热浇铸合金，其中第一温度低于Mg-Zn的低共熔温度，并且第二温度高于三元Mg-Zn-Ca系的低共熔温度，从而形成单相MgZn合金，所述单相MgZn合金包含2.0重量％的Zn到6重量％的Zn，具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素，其中其余部分为Mg；以及(c)将合金挤成期望的形状。
在一些实施例中，制备根据本发明的合金的方法包括：(a)浇铸合金，所述合金包含(i)具有至少99.997重量％的纯度并具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素的超纯镁；(ii)从3重量％的锌到6重量％的具有至少99.999重量％的纯度的锌；和(iii)从0.02重量％到1.0重量％的具有至少99.9重量％的纯度的钙金属，所述浇铸是在惰性气氛和惰性反应容器中执行的；(b)在两个不同的温度下加热所述浇铸合金，其中第一温度低于Mg-Zn的低共熔温度，并且第二温度高于三元Mg-Zn-Ca系的低共熔温度，从而形成MgZnCa合金，所述MgZnCa合金包含从3.0重量％的Zn到6重量％的Zn、、和0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量，同时具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素，并且其余部分为Mg；(c)将合金挤成期望的形状；以及(d)将成型的合金加热到至少140℃，以形成分散在整个MgZnCa合金中的惰性较大的纳米析出物。在另一个实施例中，该方法包括加热到至少230℃以形成分散在整个MgZn合金中的惰性较大的纳米析出物。
具体实施方式
现在将具体地参考本公开的各种实施例。
在一个方面，本发明涉及包含高纯度镁合金的组合物。在一个实施例中，合金组合物包括单相MgZn合金，该单相MgZn合金包含2.0重量％的Zn到6重量％的Zn，具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素，并且其中其余部分为Mg。在另一个实施例中，合金组合物基本上由单相MgZn合金组成，该单相MgZn合金包含2.0重量％的Zn到6重量％的Zn，具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素，并且其中其余部分为Mg。在另一个实施例中，合金组合物由单相MgZn合金组成，该单相MgZn合金包含2.0重量％的Zn到6重量％的Zn，具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素，并且其中其余部分为Mg。在一些此类实施例中，单相MgZn合金基本上不合微流电元素。
在另一方面，本发明涉及由高纯度镁合金制成的植入物组合物。在一个实施例中，具有三维结构的植入物包含单相MgZn合金，该单相MgZn合金包含2.0重量％的Zn到6重量％的Zn，具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素，并且其中其余部分为Mg。在另一个实施例中，植入物具有三维结构并且包含基本上由单相MgZn合金组成的组合物，所述单相MgZn合金包含2.0重量％的Zn到6重量％的Zn，具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素，并且其中其余部分为Mg。在另一个实施例中，植入物具有三维结构并且包含由单相MgZn合金组成的组合物，所述单相MgZn合金包含2.0重量％的Zn到6重量％的Zn，具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素，并且其中其余部分为Mg。在一些此类实施例中，单相MgZn合金基本上不含微流电元素。
一般来讲，根据本发明，在Mg-Zn合金和用于植入物组合物的Mg-Zn合金中的Zn含量可在2重量％到6重量％的范围内。在实施例中，合金具有可独立选自如下范围的Zn含量：从2重量％到3重量％，从2.1重量％到3重量％，从2.2重量％到3重量％，从2.3重量％到3重量％，从2.4重量％到3重量％，从2.5重量％到3重量％，从2.6重量％到3重量％，从2.7重量％到3重量％，从2.8重量％到3重量％，从2.9重量％到3重量％，从2重量％到4重量％，从2.1重量％到4重量％，从2.2重量％到4重量％，从2.3重量％到4重量％，从2.4重量％到4重量％，从2.5重量％到4重量％，从2.6重量％到4重量％，从2.7重量％到4重量％，从2.8重量％到4重量％，从2.9重量％到4重量％，从3重量％到4重量％，从3.1重量％到4重量％，从3.2重量％到4重量％，从3.3重量％到4重量％，从3.4重量％到4重量％，从3.5重量％到4重量％，从3.6重量％到4重量％，从3.7重量％到4重量％，从3.8重量％到4重量％，从3.9重量％到4重量％，从2重量％到5重量％，从2.1重量％到5重量％，从2.2重量％到5重量％，从2.3重量％到5重量％，从2.4重量％到5重量％，从2.5重量％到5重量％，从2.6重量％到5重量％，从2.7重量％到5重量％，从2.8重量％到5重量％，从2.9重量％到5重量％，从3重量％到5重量％，从3.1重量％到5重量％，从3.2重量％到5重量％，从3.3重量％到5重量％，从3.4重量％到5重量％，从3.5重量％到5重量％，从3.6重量％到5重量％，从3.7重量％到5重量％，从3.8重量％到5重量％，从3.9重量％到5重量％，从4重量％到5重量％，从4.1重量％到5重量％，从4.2重量％到5重量％，从4.3重量％到5重量％，从4.4重量％到5重量％，从4.5重量％到5重量％，从4.6重量％到5重量％，从4.7重量％到5重量％，从4.8重量％到5重量％，从4.9重量％到5重量％，从2重量％到6重量％，从2.1重量％到6重量％，从2.2重量％到6重量％，从2.3重量％到6重量％，从2.4重量％到6重量％，从2.5重量％到6重量％，从2.6重量％到6重量％，从2.7重量％到6重量％，从2.8重量％到6重量％，从2.9重量％到6重量％，从3重量％到6重量％，从3.1重量％到6重量％，从3.2重量％到6重量％，从3.3重量％到6重量％，从3.4重量％到6重量％，从3.5重量％到6重量％，从3.6重量％到6重量％，从3.7重量％到6重量％，从3.8重量％到6重量％，从3.9重量％到6重量％，从4重量％到6重量％，从4.1重量％到6重量％，从4.2重量％到6重量％，从4.3重量％到6重量％，从4.4重量％到6重量％，从4.5重量％到6重量％，从4.6重量％到6重量％，从4.7重量％到6重量％，从4.8重量％到6重量％，从4.9重量％到6重量％，从5重量％到6重量％，从5.1重量％到6重量％，从5.2重量％到6重量％，从5.3重量％到6重量％，从5.4重量％到6重量％，从5.5重量％到6重量％，从5.6重量％到6重量％，从5.7重量％到6重量％，从5.8重量％到6重量％，或从5.9重量％到6重量％。
在本发明的另一个实施例中，MgZnCa合金包含比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物，在3.0重量％的Zn到6重量％的Zn的范围内的Zn含量，在0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量，具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素，并且其中其余部分为Mg。在另一个实施例中，MgZnCa合金基本上由比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物组成，具有在3.0重量％的Zn到6重量％的Zn的范围内的Zn含量，在0.0005重量％到0.25重量％的范围内的钙含量，具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素，其中其余部分为Mg。在另一个实施例中，MgZnCa合金由比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物组成，具有在3.0重量％的Zn到6重量％的Zn的范围内的Zn含量，在0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量，具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素，其中其余部分为Mg。在一些此类实施例中，比Mg-Zn惰性小的纳米析出物包含Mg6Zn3Ca2。
在本发明植入物的另一个实施例中，植入物具有三维结构并且包含MgZnCa合金。在实施例中，植入物具有由MgZnCa合金制成的三维结构，所述MgZnCa合金包含比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物，具有在3.0重量％的Zn到6重量％的Zn的范围内的Zn含量，在0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量，具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素，其中其余部分为Mg。在另一个实施例中，植入物具有三维结构并且包含基本上由MgZnCa合金组成的组合物，所述MgZnCa合金包含比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物，具有在3.0重量％的Zn到6重量％的Zn的范围内的Zn含量，在0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量，具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素，其中其余部分为Mg。在另一个实施例中，植入物具有三维结构并且包含由MgZnCa合金组成的组合物，其述MgZnCa合金包含比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物，具有在3.0重量％的Zn到6重量％的Zn的范围内的Zn含量，在0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量，具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素，其中其余部分为Mg。在此类实施例中，惰性较小的纳米析出物包含Mg6Zn3Ca2。
本领域的技术人员将理解，比Mg-Zn惰性小的析出物将不可避免地比Mg惰性小，因为Mg-Zn比Mg惰性大。因此MgZnCa和由MgZnCa制成的植入物的上述此类实施例还可如下表述。在另一个实施例中，组合物包括MgZnCa合金，所述MgZnCa合金包含纳米析出物，并且具有在3.0重量％的Zn到6重量％的Zn的范围内的Zn含量，和在0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量，位于次生相中的少于0.001重量％的一种或多种其它元素，并且其中其余部分为Mg，并且其中纳米析出物比其余部分Mg惰性小。在另一个实施例中，组合物基本上由MgZnCa合金组成，所述MgZnCa合金包含惰性的纳米析出物并且具有在3.0重量％的Zn到6重量％的Zn的范围内的Zn含量，和在0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量，位于次生相中的少于0.001重量％的一种或多种其它元素，并且其中其余部分为Mg，并且其中纳米析出物比其余部分Mg惰性小。在另一个实施例中，组合物由MgZnCa合金组成，所述MgZnCa合金包含纳米析出物，并且具有在3.0重量％的Zn到6重量％的Zn的范围内的Zn含量，和在0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量，位于次生相中的少于0.001重量％的一种或多种其它元素，并且其中其余部分为Mg，并且其中纳米析出物比其余部分Mg惰性小。
在另一个实施例中，MgZnCa合金包含比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物，和比MgZn合金惰性大的多种纳米析出物，在3.0重量％的Zn到6重量％的Zn的范围内的Zn含量，在0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量，具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素，其中其余部分为Mg。在另一个实施例中，MgZnCa合金基本上由比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物和比MgZn合金惰性大的多种纳米析出物组成，具有在3.0重量％的Zn到6重量％的Zn的范围内的Zn含量，在0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量，具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素，其中其余部分为Mg。在另一个实施例中，MgZnCa合金由比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物和比MgZn合金惰性大的多种纳米析出物组成，具有在3.0重量％的Zn到6重量％的Zn的范围内的Zn含量，在0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量，具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素，其中其余部分为Mg。在此类实施例中，惰性较小的纳米析出物包含Mg6Zn3Ca2，并且惰性较大的纳米析出物包含Mg-Zn。
在一些其它实施例中，根据本发明的植入物具有三维结构并且包含MgZnCa合金，所述MgZnCa合金具有比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物和比MgZn合金惰性大的多种纳米析出物。在一个实施例中，植入物具有三维结构并且包含由MgZnCa合金组成的组合物，所述MgZnCa合金包含比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物和比MgZn合金惰性大的多种纳米析出物，并且具有在3.0重量％的Zn到6重量％的Zn的范围内的Zn含量，在0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量，具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素，其中其余部分为Mg。在另一个实施例中，植入物具有三维结构并且包含基本上由MgZnCa合金组成的组合物，所述MgZnCa合金包含比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物和比MgZn合金惰性大的多种纳米析出物，具有在3.0重量％的Zn到6重量％的Zn的范围内的Zn含量，在0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量，具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素，其中其余部分为Mg。在另一个实施例中，植入物具有三维结构并且包含由MgZnCa合金组成的组合物，所述MgZnCa合金包含比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物和比MgZn合金惰性大的多种纳米析出物，具有在3.0重量％的Zn到6重量％的Zn的范围内的Zn含量，在0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量，并且具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素，其中其余部分为Mg。在一些此类实施例中，比Mg惰性小的纳米析出物包含Mg6Zn3Ca2。在其它此类实施例中，比Mg基体惰性大的纳米析出物包含Mn-Zn。
一般来讲，根据本发明，在MgZnCa合金的各种实施例和基于MgZnCa合金的各种实施例的植入物中的Zn含量可以是任何合适的量。在实施例中，MgZnCa合金具有可独立选自如下范围的Zn含量：从2重量％到3重量％，从2.1重量％到3重量％，从2.2重量％到3重量％，从2.3重量％到3重量％，从2.4重量％到3重量％，从2.5重量％到3重量％，从2.6重量％到3重量％，从2.7重量％到3重量％，从2.8重量％到3重量％，从2.9重量％到3重量％，从2重量％到4重量％，从2.1重量％到4重量％，从2.2重量％到4重量％，从2.3重量％到4重量％，从2.4重量％到4重量％，从2.5重量％到4重量％，从2.6重量％到4重量％，从2.7重量％到4重量％，从2.8重量％到4重量％，从2.9重量％到4重量％，从3重量％到4重量％，从3.1重量％到4重量％，从3.2重量％到4重量％，从3.3重量％到4重量％，从3.4重量％到4重量％，从3.5重量％到4重量％，从3.6重量％到4重量％，从3.7重量％到4重量％，从3.8重量％到4重量％，从3.9重量％到4重量％，从2重量％到5重量％，从2.1重量％到5重量％，从2.2重量％到5重量％，从2.3重量％到5重量％，从2.4重量％到5重量％，从2.5重量％到5重量％，从2.6重量％到5重量％，从2.7重量％到5重量％，从2.8重量％到5重量％，从2.9重量％到5重量％，从3重量％到5重量％，从3.1重量％到5重量％，从3.2重量％到5重量％，从3.3重量％到5重量％，从3.4重量％到5重量％，从3.5重量％到5重量％，从3.6重量％到5重量％，从3.7重量％到5重量％，从3.8重量％到5重量％，从3.9重量％到5重量％，从4重量％到5重量％，从4.1重量％到5重量％，从4.2重量％到5重量％，从4.3重量％到5重量％，从4.4重量％到5重量％，从4.5重量％到5重量％，从4.6重量％到5重量％，从4.7重量％到5重量％，从4.8重量％到5重量％，从4.9重量％到5重量％，从2重量％到6重量％，从2.1重量％到6重量％，从2.2重量％到6重量％，从2.3重量％到6重量％，从2.4重量％到6重量％，从2.5重量％到6重量％，从2.6重量％到6重量％，从2.7重量％到6重量％，从2.8重量％到6重量％，从2.9重量％到6重量％，从3重量％到6重量％，从3.1重量％到6重量％，从3.2重量％到6重量％，从3.3重量％到6重量％，从3.4重量％到6重量％，从3.5重量％到6重量％，从3.6重量％到6重量％，从3.7重量％到6重量％，从3.8重量％到6重量％，从3.9重量％到6重量％，从4重量％到6重量％，从4.1重量％到6重量％，从4.2重量％到6重量％，从4.3重量％到6重量％，从4.4重量％到6重量％，从4.5重量％到6重量％，从4.6重量％到6重量％，从4.7重量％到6重量％，从4.8重量％到6重量％，从4.9重量％到6重量％，从5重量％到6重量％，从5.1重量％到6重量％，从5.2重量％到6重量％，从5.3重量％到6重量％，从5.4重量％到6重量％，从5.5重量％到6重量％，从5.6重量％到6重量％，从5.7重量％到6重量％，从5.8重量％到6重量％，或从5.9重量％到6重量％。
一般来讲，根据本发明，在MgZnCa合金和基于MgZnCa合金的各种实施例的植入物中的各种实施例中的Ca含量可以是任何合适的量。在实施例中，MgZnCa合金具有可独立选自如下范围的Ca含量：从0.0005重量％到0.0055重量％，从0.0005重量％到0.0105重量％，从0.0005重量％到0.0155重量％，从0.0005重量％到0.0205重量％，从0.0005重量％到0.0255重量％，从0.0005重量％到0.0305重量％，从0.0005重量％到0.0355重量％，从0.0005重量％到0.0405重量％，从0.0005重量％到0.0455重量％，从0.0005重量％到0.0505重量％，从0.0005重量％到0.0555重量％，从0.0005重量％到0.0605重量％，从0.0005重量％到0.0655重量％，从0.0005重量％到0.0705重量％，从0.0005重量％到0.0755重量％，从0.0005重量％到0.0805重量％，从0.0005重量％到0.0855重量％，从0.0005重量％到0.0905重量％，从0.0005重量％到0.0955重量％，从0.0005重量％到0.1005重量％，从0.0005重量％到0.1055重量％，从0.0005重量％到0.1105重量％，从0.0005重量％到0.1155重量％，从0.0005重量％到0.1205重量％，从0.0005重量％到0.1255重量％，从0.0005重量％到0.1305重量％，从0.0005重量％到0.1355重量％，从0.0005重量％到0.1405重量％，从0.0005重量％到0.1455重量％，从0.0005重量％到0.1505重量％，从0.0005重量％到0.1555重量％，从0.0005重量％到0.1605重量％，从0.0005重量％到0.1655重量％，从0.0005重量％到0.1705重量％，从0.0005重量％到0.1755重量％，从0.0005重量％到0.1805重量％，从0.0005重量％到0.1855重量％，从0.0005重量％到0.1905重量％，从0.0005重量％到0.1955重量％，从0.0005重量％到0.2005重量％，从0.0005重量％到0.2055重量％，从0.0005重量％到0.2105重量％，从0.0005重量％到0.2155重量％，从0.0005重量％到0.2205重量％，从0.0005重量％到0.2255重量％，从0.0005重量％到0.2305重量％，从0.0005重量％到0.2355重量％，从0.0005重量％到0.2405重量％，从0.0005重量％到0.2455重量％，从0.0005重量％到0.2505重量％，从0.0005重量％到0.2555重量％，从0.0005重量％到0.2605重量％，从0.0005重量％到0.2655重量％，从0.0005重量％到0.2705重量％，从0.0005重量％到0.2755重量％，从0.0005重量％到0.2805重量％，从0.0005重量％到0.2855重量％，从0.0005重量％到0.2905重量％，从0.0005重量％到0.2955重量％，从0.0005重量％到0.3005重量％，从0.0005重量％到0.3055重量％，从0.0005重量％到0.3105重量％，从0.0005重量％到0.3155重量％，从0.0005重量％到0.3205重量％，从0.0005重量％到0.3255重量％，从0.0005重量％到0.3305重量％，从0.0005重量％到0.3355重量％，从0.0005重量％到0.3405重量％，从0.0005重量％到0.3455重量％，从0.0005重量％到0.3505重量％，从0.0005重量％到0.3555重量％，从0.0005重量％到0.3605重量％，从0.0005重量％到0.3655重量％，从0.0005重量％到0.3705重量％，从0.0005重量％到0.3755重量％，从0.0005重量％到0.3805重量％，从0.0005重量％到0.3855重量％，从0.0005重量％到0.3905重量％，从0.0005重量％到0.3955重量％，从0.0005重量％到0.4005重量％，从0.0005重量％到0.4055重量％，从0.0005重量％到0.4105重量％，从0.0005重量％到0.4155重量％，从0.0005重量％到0.4205重量％，从0.0005重量％到0.4255重量％，从0.0005重量％到0.4305重量％，从0.0005重量％到0.4355重量％，从0.0005重量％到0.4405重量％，从0.0005重量％到0.4455重量％，从0.0005重量％到0.4505重量％，从0.0005重量％到0.4555重量％，从0.0005重量％到0.4605重量％，从0.0005重量％到0.4655重量％，从0.0005重量％到0.4705重量％，从0.0005重量％到0.4755重量％，从0.0005重量％到0.4805重量％，从0.0005重量％到0.4855重量％，从0.0005重量％到0.4905重量％，从0.0005重量％到0.4955重量％，从0.0005重量％到0.5005重量％，从0.0005重量％到0.5055重量％，从0.0005重量％到0.5105重量％，从0.0005重量％到0.5155重量％，从0.0005重量％到0.5205重量％，从0.0005重量％到0.5255重量％，从0.0005重量％到0.5305重量％，从0.0005重量％到0.5355重量％，从0.0005重量％到0.5405重量％，从0.0005重量％到0.5455重量％，从0.0005重量％到0.5505重量％，从0.0005重量％到0.5555重量％，从0.0005重量％到0.5605重量％，从0.0005重量％到0.5655重量％，从0.0005重量％到0.5705重量％，从0.0005重量％到0.5755重量％，从0.0005重量％到0.5805重量％，从0.0005重量％到0.5855重量％，从0.0005重量％到0.5905重量％，从0.0005重量％到0.5955重量％，从0.0005重量％到0.6005重量％，从0.0005重量％到0.6055重量％，从0.0005重量％到0.6105重量％，从0.0005重量％到0.6155重量％，从0.0005重量％到0.6205重量％，从0.0005重量％到0.6255重量％，从0.0005重量％到0.6305重量％，从0.0005重量％到0.6355重量％，从0.0005重量％到0.6405重量％，从0.0005重量％到0.6455重量％，从0.0005重量％到0.6505重量％，从0.0005重量％到0.6555重量％，从0.0005重量％到0.6605重量％，从0.0005重量％到0.6655重量％，从0.0005重量％到0.6705重量％，从0.0005重量％到0.6755重量％，从0.0005重量％到0.6805重量％，从0.0005重量％到0.6855重量％，从0.0005重量％到0.6905重量％，从0.0005重量％到0.6955重量％，从0.0005重量％到0.7005重量％，从0.0005重量％到0.7055重量％，从0.0005重量％到0.7105重量％，从0.0005重量％到0.7155重量％，从0.0005重量％到0.7205重量％，从0.0005重量％到0.7255重量％，从0.0005重量％到0.7305重量％，从0.0005重量％到0.7355重量％，从0.0005重量％到0.7405重量％，从0.0005重量％到0.7455重量％，从0.0005重量％到0.7505重量％，从0.0005重量％到0.7555重量％，从0.0005重量％到0.7605重量％，从0.0005重量％到0.7655重量％，从0.0005重量％到0.7705重量％，从0.0005重量％到0.7755重量％，从0.0005重量％到0.7805重量％，从0.0005重量％到0.7855重量％，从0.0005重量％到0.7905重量％，从0.0005重量％到0.7955重量％，从0.0005重量％到0.8005重量％，从0.0005重量％到0.8055重量％，从0.0005重量％到0.8105重量％，从0.0005重量％到0.8155重量％，从0.0005重量％到0.8205重量％，从0.0005重量％到0.8255重量％，从0.0005重量％到0.8305重量％，从0.0005重量％到0.8355重量％，从0.0005重量％到0.8405重量％，从0.0005重量％到0.8455重量％，从0.0005重量％到0.8505重量％，从0.0005重量％到0.8555重量％，从0.0005重量％到0.8605重量％，从0.0005重量％到0.8655重量％，从0.0005重量％到0.8705重量％，从0.0005重量％到0.8755重量％，从0.0005重量％到0.8805重量％，从0.0005重量％到0.8855重量％，从0.0005重量％到0.8905重量％，从0.0005重量％到0.8955重量％，从0.0005重量％到0.9005重量％，从0.0005重量％到0.9055重量％，从0.0005重量％到0.9105重量％，从0.0005重量％到0.9155重量％，从0.0005重量％到0.9205重量％，从0.0005重量％到0.9255重量％，从0.0005重量％到0.9305重量％，从0.0005重量％到0.9355重量％，从0.0005重量％到0.9405重量％，从0.0005重量％到0.9455重量％，从0.0005重量％到0.9505重量％，从0.0005重量％到0.9555重量％，从0.0005重量％到0.9605重量％，从0.0005重量％到0.9655重量％，从0.0005重量％到0.9705重量％，从0.0005重量％到0.9755重量％，从0.0005重量％到0.9805重量％，从0.0005重量％到0.9855重量％，从0.0005重量％到0.9905重量％，从0.0005重量％到0.9955重量％，以及从0.0005重量％到1重量％。
一般来讲，由于本发明的合金组合物是基于不含次生相的单相材料，因此其以另外方式充当阴极微流电电池。为实现本文所述实施例的MgZn、MgZnCa合金的必要纯度水平，合金内其它元素的可接受量被限制。
在一个实施例中，MgZn合金包含少于5ppm的全部其它元素。在另一个实施例中，MgZn合金包含少于2ppm的全部其它元素。在另一个实施例中，MgZn合金包含少于1ppm的全部其它元素。在另一个实施例中，MgZn合金包含少于0.5ppm的全部其它元素。
在一个实施例中，具有比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物的MgZnCa合金包含少于5ppm的全部其它元素。在另一个实施例中，具有比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物的MgZnCa合金包含少于2ppm的全部其它元素。在另一个实施例中，具有比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物的MgZnCa合金包含少于1ppm的全部其它元素。在另一个实施例中，具有比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物的MgZnCa合金包含少于0.5ppm的全部其它元素。
在一个实施例中，具有比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物和比MgZn合金惰性大的多种纳米析出物的MgZnCa合金，包含少于5ppm的全部其它元素。在另一个实施例中，具有比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物和比MgZn合金惰性大的多种纳米析出物的MgZnCa合金，包含少于2ppm的全部其它元素。在另一个实施例中，具有比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物和比MgZn合金惰性大的多种纳米析出物的MgZnCa合金，包含少于1ppm的全部其它元素。在另一个实施例中，具有比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物和比MgZn合金惰性大的多种纳米析出物的MgZnCa合金，包含少于0.5ppm的全部其它元素。
在此类实施例中，其它元素包括以下元素中的一种或多种：Fe、Cu、Ni、Co、Si、Mn、Al、Zr和P。
在另一个实施例中，MgZn合金包含少于5ppm的Fe含量。在另一个实施例中，MgZn合金包含少于5ppm的Si含量。在另一个实施例中，MgZn合金包含少于5ppm的Mn含量。在另一个实施例中，MgZn合金包含少于2ppm的Co含量。在另一个实施例中，MgZn合金包含少于2ppm的Ni。在另一个实施例中，MgZn合金包含少于0.1ppm的Ni。在另一个实施例中，MgZn合金包含少于2ppm的Cu含量。在另一个实施例中，MgZn合金包含少于10ppm的Al含量。
在另一个实施例中，具有比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物的MgZnCa合金包含少于5ppm的Fe含量。在另一个实施例中，MgZn合金包含少于5ppm的Si含量。在另一个实施例中，具有比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物的MgZnCa合金包含少于5ppm的Mn含量。在另一个实施例中，具有比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物的MgZnCa合金包含少于2ppm的Co含量。在另一个实施例中，具有比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物的MgZnCa合金包含少于2ppm的Ni。在另一个实施例中，具有比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物的MgZnCa合金包含少于0.1ppm的Ni。在另一个实施例中，具有比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物的MgZnCa合金包含少于2ppm的Cu含量。在另一个实施例中，具有比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物的MgZnCa合金包含少于10ppm的Al含量。
在另一个实施例中，具有比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物和比MgZn合金惰性大的多种纳米析出物的MgZnCa合金包含少于5ppm的Fe含量。在另一个实施例中，MgZn合金包含少于5ppm的Si含量。在另一个实施例中，具有比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物和比MgZn合金惰性大的多种纳米析出物的MgZnCa合金包含少于5ppm的Mn含量。在另一个实施例中，具有比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物和比MgZn合金惰性大的多种纳米析出物的MgZnCa合金包含少于2ppm的Co含量。在另一个实施例中，具有比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物和比MgZn合金惰性大的多种纳米析出物的MgZnCa合金包含少于2ppm的Ni。在另一个实施例中，具有比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物和比MgZn合金惰性大的多种纳米析出物的MgZnCa合金包含少于0.1ppm的Ni。在另一个实施例中，具有比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物和比MgZn合金惰性大的多种纳米析出物的MgZnCa合金包含少于2ppm的Cu含量。在另一个实施例中，具有比MgZn合金惰性小的多种纳米析出物和比MgZn合金惰性大的多种纳米析出物的MgZnCa合金包含少于10ppm的Al含量。
杂质水平被保持在此类水平，以便一旦基于此类合金的植入物被置于体内，控制腐蚀率。控制腐蚀率是必要的，使得植入物在时间段内具有足够的强度，以允许愈合并且不妨碍愈合过程。虽然来自本发明镁合金的降解副产物是无毒的，但随着金属腐蚀，在植入物附近的pH增加到碱性pH。同样，在腐蚀过程期间产生的氢气必须被消除。在血管内植入物的情况下，这些问题是微不足道的，因为在植入物上方的恒定血流去除氢气和其它降解副产物。
一般来讲，根据本发明，在植入物中使用的MgZn合金、MgZnCa合金和MgZn合金、MgZnCa合金组合物的各种实施例中的稀土含量被限制。在此类实施例中，稀土元素包括Sc、Y、原子数在57至71范围内的镧系元素和原子数在89至103范围内的锕系元素中的一种或多种。在一个实施例中，稀土元素含量少于10ppm。在另一个实施例中，稀土元素含量少于5ppm。在一些实施例中，稀土元素含量少于1ppm，少于0.5ppm，少于0.1ppm或少于0.05ppm。
超纯镁的机械性能通过具有高纯度锌的固溶体硬化来改进，而不影响合金的单相性质。细粒度微结构可通过严苛的塑性变形来实现，并且通过比镁基体惰性小的次生相来稳定。例如，惰性较小的Mg6Zn3Ca2相可通过少量添加高纯度钙并进行适当的热处理来获得。如果需要的话，降解率可被加速，同时通过低于250℃的老化热处理保持均匀的腐蚀剖面，这形成细小的亚稳态MgZn析出物。
由本文所述组合物制成的植入物具有有利的物理特性，所述物理特性包括高屈服强度、高极限拉伸强度和断裂伸长率。在一些实施例中，每种合金具有至少200MPa的屈服强度。在其它实施例中，每种合金具有至少220MPa、至少240MPa、至少250MPa、至少260MPa、至少280MPa、至少300MPa、至少320MPa、至少340MPa、至少360MPa，或至少380MPa的屈服强度。在一些实施例中，每种合金具有至少250MPa的极限拉伸强度。在其它实施例中，每种合金具有至少260MPa、至少280MPa、至少300MPa、至少320MPa、至少340MPa、至少360MPa或至少380MPa的极限拉伸强度。在一些实施例中，每种合金具有至少15％的断裂伸长率。在其它实施例中，每种合金具有至少16％、至少17％、至少18％、至少19％、至少20％、至少21％、至少22％、至少23％、至少24％、至少25％、至少26％、至少27％、至少28％、至少29％，或至少30％的断裂伸长率。
根据本发明示例性实施例的植入物另外具有有利的体外和体内化学性质。在一些实施例中，每种合金具有如在模拟体液中测量的小于0.5mg/cm2天的体外降解率。在其它实施例中，每种合金具有如在模拟体液中测量的少于0.05mg/cm2天，少于0.1mg/cm2天，少于0.15mg/cm2天，少于0.2mg/cm2天，少于0.25mg/cm2天，少于0.3mg/cm2天，少于0.35mg/cm2天，少于0.4mg/cm2天，或少于0.45mg/cm2天的体外降解率。
基于本文所述组合物的植入式医疗装置可被制造用于各种医疗/临床应用，包括替换丢失的生物结构，以支撑受损的生物结构或增强现有的生物结构。根据所考虑的特定应用，与身体/身体组织接触的植入物组合物和/或植入物的表面可改变。外科植入物可被制造用于在矫形外术、神经外科等领域内的医疗/临床应用。外科植入物的非限制性示例包括：神经外科植入物，例如，脑积水分流器和部件；颅内动脉瘤夹；骨和关节置换物，例如，局部和全髋关节假体和全膝关节假体；接骨和脊髓装置，例如，金属接骨螺钉、金属接骨板、髓内针、金属骨针和骨线，以及总腰椎间盘假体；口腔和颌面外科植入物；以及脊和骨盆系统，如通用脊固定系统、哈灵顿系统(Harrington System)和常规系统。因此，可基于本文所述组合物制造的外科植入物可包括在如本文所述组合物、结构复杂性和医疗/临床应用上变化的范围宽泛的产品。因此，根据使用环境，根据本发明示例性实施例的供使用的植入物可在尺寸、形状以及其它物理和化学特性上改变。
在一些实施例中，植入物为矫形植入物。在此类实施例中，矫形植入物包括如下中的一种或多种：钉、螺丝、缝钉、板、杆、大头钉、螺栓、锁定螺栓和IM钉、锚定件、榫钉、塞、栓、套筒、网片、横向连接器、螺母、成形体、脊保持架、线材、K线材、织造结构、夹钳、夹板、支架、泡沫和蜂窝结构。在一些其它实施例中，与由包含微流电杂质的镁合金植入物相比，植入物具有较低的降解率。
在其它实施例中，植入物为非矫形植入物。在此类实施例中，非矫形植入物包括心血管支架、神经支架和椎体成形术支架。
镁的腐蚀率很大程度地取决于其纯度。在4％的氯化钠水溶液中，99.9％纯度的镁的腐蚀率据报道比具有99.99％纯度的镁的腐蚀率高出数百倍。
在模拟体液(SBF)中体外降解试验示出，具有极低降解率的均匀降解可在使用此类超纯镁时实现。然而，与类似于WE43的合金相比，超纯镁具有很差的机械性能。已经发现，该缺陷可通过合金的硬化来克服。合金的硬化可通过使用严苛的塑性变形(ECAP、挤出等)来精修粒度微结构而实现。除了实现更好的强度水平之外，据发现，细粒度微结构还避免机械各向异性(拉伸与压缩之间的强度差)。
另外据发现，镁基体的硬化可借助于具有高纯度合金化元素诸如锌的固溶体实现。Mg-Zn的相图示出在低共熔温度下的6.2重量％的Zn的最大可溶性。在将镁与例如5重量％的Zn合金化以后，以低于低共熔温度的第一温度和高于低共熔温度的第二温度，可通过两步固溶热处理使材料均质化。经发现，所得的单相合金表现出非常均匀且缓慢的降解。
在一个方面，本发明提供了制备根据本文所述实施例的合金的方法。在一个实施例中，本方法包括：(a)浇铸合金，所述合金包含(i)具有至少99.997重量％的纯度并具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素的超纯镁；和(ii)从2.0重量％到6重量％的具有至少99.999重量％的纯度的锌，所述浇铸是在惰性气氛和惰性反应容器中执行的；(b)在两个不同的温度下加热浇铸合金，其中第一温度低于Mg-Zn的低共熔温度，并且第二温度高于三元Mg-Zn-Ca系的低共熔温度，从而形成包含2.0重量％的Zn到6重量％的Zn、具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素、并且其余部分为Mg的单相MgZn合金；以及(c)将合金挤成期望的形状。
在一些实施例中，制备根据本发明的合金的方法包括：(a)浇铸合金，所述合金包含(i)具有至少99.997重量％的纯度并具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素的超纯镁；(ii)从3.0重量％到6重量％的具有至少99.999重量％的纯度的锌；和(iii)从0.02重量％到1.0重量％的具有至少99.9重量％的纯度的金属钙，所述浇铸是在惰性气氛和惰性反应容器中执行的；(b)在两个不同的温度下加热浇铸合金，其中第一温度低于Mg-Zn的低共熔温度，并且第二温度高于三元Mg-Zn-Ca系的低共熔温度，从而形成MgZnCa合金，所述MgZnCa合金包含从3.0重量％的Zn到6重量％的Zn；在0.0005重量％到1.0重量％的范围内的钙含量，具有少于0.001重量％的一种或多种其它元素，并且其余部分为Mg，(c)将合金挤成期望的形状；和(d)将成型合金加热到至少140℃，以形成分散在整个MgZnCa合金中的惰性较大的纳米析出物。在另一个实施例中，该方法包括加热到至少230℃以形成分散在整个MgZn合金中的惰性较大的纳米析出物。
不希望受理论束缚，据信如果晶界被钉孔，则其可能有利于合金的稳定细粒度微结构。钉孔可通过比镁基体惰性小的细小析出物来实现，并且因此不使材料的降解性能劣化。Mg6Zn3Ca2是在电化学上比纯镁惰性小的几个相中的一个。通过0.25重量％Ca的加成，此类细化分散的析出物可通过老化热处理(在初始溶液热处理之后)产生。如果合金的降解率太慢且需要加速，则可通过在低于250℃的温度下采用老化热处理来形成非常细小的亚稳态MgZn析出物。通过增加尺寸，这些析出物开始充当阴极微流电元素并且以可控的方式加速腐蚀。
与常规的镁合金相比，上述示例性实施例中的镁合金具有用于处理和用于它们的后期指定用途的特别有利的特性：镁合金的延展性显著提高。为了本公开的目的，术语“延展性”(或韧性、变形能力)是指金属材料在开裂发生之前在足够高的机械载荷下发生永久性变形的能力。对于许多构造部件，这种能力非常重要，因为仅延性材料能够通过经历永久性变形来消散局部机械应力峰值，而不开裂且具有同时的冷凝固。这方面尤其使得特别有利于使用本发明的镁合金作为例如用于可生物降解植入物(尤其是可生物降解骨固定植入物)的材料。对于给定的材料，延展性取决于温度、应力速率、作用的机械应力状态的多轴特征和环境。延展性的特性值包括例如断裂伸长率和颈缩、凹口冲击强度以及如本文别处描述的断裂韧性。
本领域的技术人员将认识到，在不脱离本发明的广义发明构思的情况下，可对上文所示和所述的示例性实施例作出修改。因此，应当理解，本发明不限于所示和所述的示例性实施例，而是旨在涵盖如权利要求书所限定的本发明的实质和范围内的修改。例如，示例性实施例的具体特征可以是或可以不是受权利要求书保护的发明的一部分，并且可将所公开的实施例的特征加以组合。除非在本文具体示出，否则术语“一个/种”和“该/所述”不限于一个元件，而相反应被解读为意指“至少一个/种”。
应当理解，为清楚地理解本发明，本发明的附图和说明中的至少一些已经简化以专注于相关的元件，同时为清楚起见，省去本领域普通技术人员将认识到也可构成本发明一部分的其它元件。然而，由于此类元件是本领域熟知的，并且由于它们不必然地有利于更好地理解本发明，所以本文不提供对此类元件的说明。
另外，在方法不依赖于本文所示的步骤的特定顺序的程度上，步骤的特定顺序不应视为对权利要求书的限制。涉及本发明方法的权利要求不应限于以书写的顺序执行其步骤，并且本领域的技术人员可容易地认识到这些步骤可以变化并仍在本发明的实质和范围内。

Claims (15)

1.一种医疗植入物，包含MgZnCa合金，该合金具有镁基体并包含纳米析出物，其中：
所述MgZnCa合金包含3.0重量%到6重量%的量的Zn，0.0005重量%到1.0重量%的量的钙，除镁、锌和钙以外的一种或多种其它元素，所述一种或多种其它元素存在的量少于0.001重量%，以及所述MgZnCa合金余量的镁；
所述纳米析出物比镁基体惰性小，并且
其中用于形成MgZnCa合金的Mg具有至少99.997重量%的纯度，用于形成MgZnCa合金的Zn具有至少99.999重量%的纯度，且用于形成MgZnCa合金的Ca具有至少99.9重量%的纯度。
2.根据权利要求1所述的医疗植入物，其中所述除镁、锌和钙以外的一种或多种其它元素存在的量少于5ppm。
3.根据权利要求1所述的医疗植入物，其中所述除镁、锌和钙以外的一种或多种其它元素存在的量少于2ppm。
4.根据权利要求1所述的医疗植入物，其中所述除镁、锌和钙以外的一种或多种其它元素存在的量少于1ppm。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的医疗植入物，其中所述除镁、锌和钙以外的一种或多种其它元素是Fe, Cu, Ni, Co, Si, Mn, Al, Zr和P中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的医疗植入物，其中所述Ni存在的量少于0.1ppm。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的医疗植入物，其中所述除镁、锌和钙以外的一种或多种其它元素是稀土元素和/或锕系元素。
8.根据权利要求7所述的医疗植入物，其中所述稀土元素和/或锕系元素是以下元素中的一种或多种：Sc、Y、具有在57至71的范围内的原子数的镧系元素和具有在89至103的范围内的原子数的锕系元素。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的医疗植入物，其中所述医疗植入物是矫形植入物。
10.制备医疗植入物的方法，包括如下步骤：
(a) 浇铸混合物，所述混合物包含
（i）具有至少99.997重量%的纯度的镁，
（ii）具有至少99.999重量%的纯度的锌，和
（iii）具有至少99.9重量%的纯度的钙，
以形成浇铸物体，所述浇铸是在惰性气氛和惰性反应容器中执行的，以形成浇铸物体；
(b) 加热所述浇铸物体，以形成MgZnCa合金，所述MgZnCa合金包含3.0重量%到6重量%的量的Zn，0.0005重量%到1.0重量%的量的钙，除镁、锌和钙以外的一种或多种其它元素，所述一种或多种其它元素存在的量少于0.001重量%，以及所述MgZnCa合金余量的镁，和
(c) 将所述浇铸物体挤成期望形状的物品。
11.根据权利要求10所述的方法，还包含将所述期望形状的物品加热至至少140°C以形成MgZnCa合金，所述MgZnCa合金具有镁基体并包含比镁基体惰性大的纳米析出物。
12.根据权利要求11所述的方法，其中将所述期望形状的物品加热至至少230°C。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述除镁、锌和钙以外的一种或多种其它元素是Fe, Cu, Ni, Co, Si, Mn, Al, Zr和P中的一种或多种。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述Ni存在的量少于0.1ppm。
15.根据权利要求10所述的方法，其中所述除镁、锌和钙以外的一种或多种其它元素是稀土元素和/或锕系元素。
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