CN114086011A - 一种可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法，包括：(1)以纯镁、纯锌、硅颗粒和Mg‑Gd合金为原材料，去除原材料表面的氧化膜，干燥，备用；(2)将原材料熔炼获得Mg‑Zn‑Si‑Gd镁基植入材料；(3)将Mg‑Zn‑Si‑Gd均匀化热处理，冷却；(4)对Mg‑Zn‑Si‑Gd线切割，获得Mg‑Zn‑Si‑Gd板材，清洗，打磨；(5)在Mg‑Zn‑Si‑Gd板材上设置盲孔，向盲孔内填入HAP，压实；(6)对填充HAP的Mg‑Zn‑Si‑Gd板材搅拌摩擦加工，制备成分梯度镁基植入材料；(7)将成分梯度镁基植入材料热处理；(8)对成分梯度镁基植入材料进行轧制。本发明的制备方法简单，采用具有骨修复功能的细颗粒的HAP，得到高生物活性的羟基磷灰石梯度分布的镁基植入材料，生物相容性和安全性好，植入体内后，能促进新组织快速形成。

Description

一种可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法
技术领域
本发明涉及金属材料技术领域，具体涉及一种生物医用镁基材料的制备方法，尤其涉及一种可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法。
背景技术
随着社会人口的老龄化和生物技术的重大突破，生物医用材料已逐渐步入各大医院并实现对人体进行诊断、治疗、修复等临床医疗；其中可降解生物镁合金是永久性植入体(如骨组织修复材料)的一种理想替代材料。相对于传统金属硬组织植入材料，医用镁合金材料具有很多显著的优势：(1)适宜的力学性能：镁密度与人的骨密度相近；镁合金具有与天然骨骼相似的力学性能，使可降解镁合金在植入初期有很好的承载能力，并在长期服役期间，能够保持力学性能完整性，可以促进血管重构、骨的生长和愈合。(2)优异的生物相容性：镁合金浸提液无细胞毒性不会显著降低成纤维细胞和成骨细胞的存活率，并能加快前成骨细胞在合金表面的黏附。(3)可持续降解性：镁的化学性质比较活泼，镁合金植入体在人体中会自动溶解，并释放无毒金属离子，促进伤患处愈合，具有可降解性，从而减少患者二次手术所引起的伤痛、额外费用及感染风险，且避免目前常用医用金属植入物在体内释放有毒离子造成的炎症反应等隐患。(4)表面抑菌性：细菌主要进入骨缺损位置形成生物膜，从而引起骨科感染；镁因其溶解产生的局部碱性环境，对细菌吸附有较好的抑制作用，阻碍生物膜的形成，可以防止细菌感染。
医用镁合金材料虽然存在很多的优点，但是与临床应用的钛合金等医用材料相比，镁合金力学性能略低，并且腐蚀速度相对较快，在降解过程中也容易因承载能力不够和降解速度过快而导致生物材料植入失效，给人类生命和财产带来不必要的伤害和损失，影响镁合金生物材料在临床医学领域的应用。
发明内容
针对目前医用镁合金材料存在的降解速度较快、力学性能相对较低等影响临床医学领域应用等问题，本发明提供了一种可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法，该方法通过采用铸造、热处理、搅拌摩擦加工以及轧制等工艺，实现了可控降解且具有成分梯度的镁基植入材料的制备，通过本发明方法制备的医用镁合金材料表层至内部成分梯度变化，植入体内降解速率可控，实现了临床上对医用植入材料的性能要求。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)预处理：以纯镁、纯锌、硅颗粒和Mg-Gd合金作为原材料，打磨去掉原材料表面的氧化膜，然后干燥，备用；
(2)铸造：将上述预处理后的原材料在保护气氛下熔炼获得Mg-Zn-Si-Gd镁基植入材料；
(3)均匀化处理：将所述Mg-Zn-Si-Gd镁基植入材料置于保护气氛中进行均匀化热处理，然后冷却；
(4)板材制备：对均匀化热处理后的Mg-Zn-Si-Gd镁基植入材料进行线切割，获得Mg-Zn-Si-Gd板材，然后对Mg-Zn-Si-Gd板材进行清洗，打磨；
(5)填充处理：在所述Mg-Zn-Si-Gd板材沿着搅拌头行进方向设置若干盲孔，然后在所述盲孔内填入具有骨修复功能的羟基磷灰石颗粒，然后压实；
(6)搅拌摩擦加工：将填充了羟基磷灰石颗粒的Mg-Zn-Si-Gd板材在超声振动下进行搅拌摩擦加工，细化分散羟基磷灰石颗粒，制备成分梯度镁基植入材料；
(7)热处理：将所述成分梯度镁基植入材料置于热处理炉中，在保护气氛下进行热处理，消除应力；
(8)轧制：对热处理后的成分梯度镁基植入材料进行轧制，制备出具有流线型结构的致密表层组织，实现FSP层与基体中羟基磷灰石组织均匀过渡的生物医用镁基植入材料。
具体的，本发明的制备方法简单，采用具有骨修复功能的细颗粒的羟基磷灰石(HAP)，得到了高生物活性的羟基磷灰石梯度分布的镁基生物植入材料，其生物相容性和安全性好，植入体内后，其表层羟基磷灰石中钙和磷会游离出材料表面被身体组织吸收，并促进新组织快速生长和治愈。
进一步的，所述可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法，步骤(1)预处理：以纯镁、纯锌、硅颗粒和Mg-Gd合金作为原材料，用砂纸打磨去掉原材料表面的氧化膜，然后在140-160℃的真空干燥箱内烘干1-3小时；其中所述纯镁、纯锌、硅颗粒和Mg-Gd合金的纯度不小于99.9％。
进一步的，所述可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法，步骤(2)铸造：按照既定成分，称量各组分的含量，将预处理后的原材料在保护气氛下熔炼获得Mg-Zn-Si-Gd镁基植入材料；所述Mg-Zn-Si-Gd镁基植入材料中各元素的含量为Zn：5.5-6.5wt％；Si：0.5-1.5wt％；Gd：0.5-1.5wt％；余量为Mg。具体的，所述的保护气氛为惰性气氛，优选氩气。
进一步的，所述可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法，步骤(3)均匀化处理：将Mg-Zn-Si-Gd镁基植入材料置于保护气氛中，并在400-450℃下均匀化处理8-12小时，均匀化处理后水淬冷却。所述的保护气氛为惰性气氛，优选为氩气。
进一步的，所述可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法，步骤(4)板材制备：对均匀化热处理后的Mg-Zn-Si-Gd镁基植入材料进行线切割，获得10-15mm厚的Mg-Zn-Si-Gd板材，然后依次用丙酮和酒精在超声波仪器中清洗Mg-Zn-Si-Gd板材，去除Mg-Zn-Si-Gd板材表面的油污，每次清洗时间1-3分钟，然后再用砂纸打磨至1200目。
进一步的，所述可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法，步骤(5)填充处理：在所述Mg-Zn-Si-Gd板材沿着搅拌头行进方向设置若干孔径1-2mm、孔深3-5mm、孔间距3-4mm的盲孔，然后在盲孔内填入具有骨修复功能的羟基磷灰石颗粒，并采用机械法进行压实。
进一步的，所述可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法，步骤(6)搅拌摩擦加工：将填充了羟基磷灰石颗粒的Mg-Zn-Si-Gd板材在超声振动下进行搅拌摩擦加工，细化分散羟基磷灰石颗粒，制备成分梯度镁基植入材料；在搅拌摩擦加工过程中：搅拌针旋转速度为600-1000rpm，倾角为2.5°；下压量为0.05mm；搅拌针匀速转动并向前运动，前进速度为50-150mm/min，加工道次为3-5道次。具体的，是将填充了羟基磷灰石颗粒的Mg-Zn-Si-Gd板材固定于搅拌摩擦加工设备实验平台上，在超声振动过程中进行搅拌摩擦加工。本发明采用搅拌摩擦加工技术，使人体骨骼组织的主要成分——羟基磷灰石颗粒均匀分散到镁基材料表面，使得镁基植入材料表面的磷灰石颗粒均匀致密，表面到内部呈现出梯度分布，有利于植入体内降解过程逐步变化，实现可控降解。
进一步的，所述可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法，步骤(7)热处理：将所述成分梯度镁基植入材料置于热处理炉中，在保护气氛下进行热处理，消除应力；所述热处理温度为200-300℃，热处理时间为2-6小时。所述的保护气氛为惰性气氛，优选为氩气。
进一步的，所述可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法，步骤(8)轧制：对热处理后的成分梯度镁基植入材料进行轧制，轧制温度为400-450℃、时间为10-15分钟，往复轧制3-6次，总变形量为30-60％；制备出具有流线型结构的致密表层组织，实现表层至心部成分梯度的生物医用镁基植入材料。具体的，本发明采用轧制工艺对搅拌加工后材料进行成形加工，不仅能够提高羟基磷灰石颗粒的均匀分散性和致密性，还能够进一步提高所制得的材料的强度以及降低材料的降解速率，实现植入材料表层至内部羟基磷灰石颗粒的成分梯度性，使其在初期骨恢复阶段的降解缓慢，保持足够的强度。
本发明的有益效果：
(1)本发明的可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法中，采用的增强体为具有骨修复功能的羟基磷灰石颗粒，是人体骨骼组织的主要无机组成成分，本发明制备了高生物活性的羟基磷灰石梯度分布的镁基生物植入材料，植入体内后，其表层羟基磷灰石中钙和磷会游离出材料表面被身体组织吸收，并促进新组织的快速形成；羟基磷灰石作为植入材料的表面成分，加速了病人的康复和治愈。
(2)本发明的可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法简单，采用搅拌摩擦加工技术在镁基生物医用材料表面植入骨骼成分，实现表层到内部的成分梯度性。
(3)本发明的可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法，采用轧制工艺对搅拌摩擦加工后材料进行加工，进一步提升了镁基植入材料的力学性能和组织致密性，降低了材料的降解速率，提升了植入后的稳定性和安全性。本发明方法制备的医用镁合金材料表层至内部成分梯度变化，植入体内降解速率可控，实现了临床上对医用植入材料的性能要求。
具体实施方式
下面将结合具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法，包括如下具体步骤：
(1)预处理：以纯度不小于99.9％的纯镁、纯锌、硅颗粒和Mg-Gd合金作为原材料，用砂纸打磨去掉原材料表面的氧化膜，然后在150℃的真空干燥箱内烘干1小时；
(2)铸造：根据设定成分同时考虑元素的烧损率计算各原料所需量，即按实收率进行配料；采用首先熔炼制备大块基体合金锭，然后切割成小块进行重熔的方式保证分批实验时基体材料成分的稳定性；纯Mg、纯Zn锭切割成大块，将纯Mg、Zn锭、Si颗粒和Mg-Gd中间合金置入真空感应熔炼炉中，通入氩气进行保护，熔炼出Mg-Zn-Si-Gd镁基植入材料；其中：Mg-Zn-Si-Gd镁基植入材料中Zn的含量为6.0wt％、Si的含量为1.0wt％、Gd含量为1.0wt％、余量镁；
(3)均匀化处理：将所述Mg-Zn-Si-Gd镁基植入材料置于氩气气氛中并在425℃下均匀化热处理10小时，均匀化处理结束后采用水作为介质进行水淬冷却；
(4)板材制备：对均匀化热处理后的Mg-Zn-Si-Gd镁基植入材料进行线切割，加工成10mm厚的Mg-Zn-Si-Gd板材，然后依次用丙酮和酒精在超声波仪器中清洗3分钟，去除Mg-Zn-Si-Gd板材表面的油污；然后再用砂纸打磨至1200目；
(5)填充处理：在上述Mg-Zn-Si-Gd板材沿着搅拌头行进方向设置孔径1.5mm、孔深3mm、孔间距3mm的盲孔，然后在这些盲孔内填入具有骨修复功能的羟基磷灰石颗粒(HAP)，并采用机械法进行压实；
(6)搅拌摩擦加工：将上述加工所得Mg-Zn-Si-Gd板材固定于搅拌摩擦加工设备实验平台，在超声振动下，对填充了羟基磷灰石颗粒的板材进行搅拌摩擦加工，细化分散羟基磷灰石颗粒，制备出表层到内部的羟基磷灰石成分梯度镁基植入材料；在搅拌摩擦加工过程中：搅拌针旋转速度为600rpm，倾角为2.5°，下压量为0.05mm，搅拌针匀速转动并向前运动，前进速度为60mm/min，加工道次为3道次；
(7)热处理：将上述搅拌摩擦加工后所得成分梯度镁基植入材料置于热处理炉中，在氩气气氛保护下在200℃下热处理2小时，消除材料中应力；
(8)轧制：将上述热处理后的成分梯度镁基植入材料在400℃温度下进行3道次热轧，总变形量为30％，每道次间回炉保温10分钟；制备出具有流线型结构的致密表层组织，实现表层至心部成分梯度的生物医用镁基植入材料，即获得了可控降解的成分梯度镁基植入材料。
根据GB/T228-2010《金属材料拉伸试验》测得上述实施例1制得的可控降解的成分梯度镁基植入材料的抗拉强度为215MPa。依据ASTMG31-1972(2004)《Standard Practicefor Lab Immersion Corrosion Testing of Metals》进行腐蚀性能测试，腐蚀介质为模拟体液，温度保持在36.5±0.5℃，每12小时更换一次模拟体液。测试结果表明，本发明实施例1制备的镁基植入材料表面的腐蚀速率比较缓慢，沿成分梯度方向的镁基材料的腐蚀程度逐渐变大，表明镁基植入材料在前期会缓慢降解，保证治愈过程中的强度需求，后期降解加快，利于病人康复后期植入材料的快速分解需求。
实施例2
一种可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法，包括如下具体步骤：
(1)预处理：以纯度不小于99.9％的纯镁、纯锌、硅颗粒和Mg-Gd合金作为原材料，用砂纸打磨去掉原材料表面的氧化膜，然后在140℃的真空干燥箱内烘干3小时；
(2)铸造：根据设定成分同时考虑元素的烧损率计算各原料所需量，即按实收率进行配料；采用首先熔炼制备大块基体合金锭，然后切割成小块进行重熔的方式保证分批实验时基体材料成分的稳定性；纯Mg、纯Zn锭切割成大块，将纯Mg、Zn锭、Si颗粒和Mg-Gd中间合金置入真空感应熔炼炉中，通入氩气进行保护，熔炼出Mg-Zn-Si-Gd镁基植入材料；其中：Mg-Zn-Si-Gd镁基植入材料中Zn的含量为6.0wt％、Si的含量为1.0wt％、Gd含量为1.0wt％、余量镁；
(3)均匀化处理：将所述Mg-Zn-Si-Gd镁基植入材料置于氩气气氛中并在425℃下均匀化热处理10小时，均匀化处理结束后采用水作为介质进行水淬冷却；
(4)板材制备：对均匀化热处理后的Mg-Zn-Si-Gd镁基植入材料进行线切割，加工成10mm厚的Mg-Zn-Si-Gd板材，然后依次用丙酮和酒精在超声波仪器中清洗3分钟，去除Mg-Zn-Si-Gd板材表面的油污；然后再用砂纸打磨至1200目；
(5)填充处理：在上述Mg-Zn-Si-Gd板材沿着搅拌头行进方向设置孔径1.8mm、孔深4mm、孔间距3.5mm的盲孔，然后在这些盲孔内填入具有骨修复功能的羟基磷灰石颗粒，并采用机械法进行压实；
(6)搅拌摩擦加工：将上述加工所得Mg-Zn-Si-Gd板材固定于搅拌摩擦加工设备实验平台，在超声振动下，对填充了羟基磷灰石颗粒的板材进行搅拌摩擦加工，细化分散羟基磷灰石颗粒，制备出表层到内部的羟基磷灰石成分梯度镁基植入材料；在搅拌摩擦加工过程中：搅拌针旋转速度为800rpm，倾角为2.5°，下压量为0.05mm，搅拌针匀速转动并向前运动，前进速度为90mm/min，加工道次为4道次；
(7)热处理：将上述搅拌摩擦加工后所得成分梯度镁基植入材料置于热处理炉中，在氩气气氛保护下在250℃下热处理4小时，消除材料中应力；
(8)轧制：将上述热处理后的成分梯度镁基植入材料在420℃温度下进行5道次热轧，总变形量为50％，每道次间回炉保温12分钟；制备出具有流线型结构的致密表层组织，实现表层至心部成分梯度的生物医用镁基植入材料，即获得了可控降解的成分梯度镁基植入材料。
根据GB/T228-2010《金属材料拉伸试验》测得上述实施例2制得的可控降解的成分梯度镁基植入材料的抗拉强度为228MPa。依据ASTMG31-1972(2004)《Standard Practicefor Lab Immersion Corrosion Testing of Metals》进行腐蚀性能测试，腐蚀介质为模拟体液，温度保持在36.5±0.5℃，每12小时更换一次模拟体液。测试结果表明，本发明实施例2制备的镁基植入材料表面的腐蚀速率比较缓慢，沿成分梯度方向的镁基材料的腐蚀程度逐渐变大，表明镁基植入材料在前期会缓慢降解，保证治愈过程中的强度需求，后期降解加快，利于病人康复后期植入材料的快速分解需求。
实施例3
一种可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法，包括如下具体步骤：
(1)预处理：以纯度不小于99.9％的纯镁、纯锌、硅颗粒和Mg-Gd合金作为原材料，用砂纸打磨去掉原材料表面的氧化膜，然后在160℃的真空干燥箱内烘干2小时；
(2)铸造：根据设定成分同时考虑元素的烧损率计算各原料所需量，即按实收率进行配料；采用首先熔炼制备大块基体合金锭，然后切割成小块进行重熔的方式保证分批实验时基体材料成分的稳定性；纯Mg、纯Zn锭切割成大块，将纯Mg、Zn锭、Si颗粒和Mg-Gd中间合金置入真空感应熔炼炉中，通入氩气进行保护，熔炼出Mg-Zn-Si-Gd镁基植入材料；其中：Mg-Zn-Si-Gd镁基植入材料中Zn的含量为6.5wt％、Si的含量为1.5wt％、Gd含量为1.5wt％、余量镁；
(3)均匀化处理：将所述Mg-Zn-Si-Gd镁基植入材料置于氩气气氛中并在450℃下均匀化热处理12小时，均匀化处理结束后采用水作为介质进行水淬冷却；
(4)板材制备：对均匀化热处理后的Mg-Zn-Si-Gd镁基植入材料进行线切割，加工成10mm厚的Mg-Zn-Si-Gd板材，然后依次用丙酮和酒精在超声波仪器中清洗3分钟，去除Mg-Zn-Si-Gd板材表面的油污；然后再用砂纸打磨至1200目；
(5)填充处理：在上述Mg-Zn-Si-Gd板材沿着搅拌头行进方向设置孔径1.5mm、孔深4.5mm、孔间距4mm的盲孔，然后在这些盲孔内填入具有骨修复功能的羟基磷灰石颗粒，并采用机械法进行压实；
(6)搅拌摩擦加工：将上述加工所得Mg-Zn-Si-Gd板材固定于搅拌摩擦加工设备实验平台，在超声振动下，对填充了羟基磷灰石颗粒的板材进行搅拌摩擦加工，细化分散羟基磷灰石颗粒，制备出表层到内部的羟基磷灰石成分梯度镁基植入材料；在搅拌摩擦加工过程中：搅拌针旋转速度为1000rpm，倾角为2.5°，下压量为0.05mm，搅拌针匀速转动并向前运动，前进速度为120mm/min，加工道次为5道次；
(7)热处理：将上述搅拌摩擦加工后所得成分梯度镁基植入材料置于热处理炉中，在氩气气氛保护下在300℃下热处理6小时，消除材料中应力；
(8)轧制：将上述热处理后的成分梯度镁基植入材料在450℃温度下进行6道次热轧，总变形量为60％，每道次间回炉保温15分钟；制备出具有流线型结构的致密表层组织，实现表层至心部成分梯度的生物医用镁基植入材料，即获得了可控降解的成分梯度镁基植入材料。
根据GB/T228-2010《金属材料拉伸试验》测得上述实施例3制得的可控降解的成分梯度镁基植入材料的抗拉强度为239MPa。依据ASTMG31-1972(2004)《Standard Practicefor Lab Immersion Corrosion Testing of Metals》进行腐蚀性能测试，腐蚀介质为模拟体液，温度保持在36.5±0.5℃，每12小时更换一次模拟体液。测试结果表明，本发明实施例3制备的镁基植入材料表面的腐蚀速率比较缓慢，沿成分梯度方向的镁基材料的腐蚀程度逐渐变大，表明镁基植入材料在前期会缓慢降解，保证治愈过程中的强度需求，后期降解加快，利于病人康复后期植入材料的快速分解需求。
上述为本发明的较佳实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。凡由本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)预处理：以纯镁、纯锌、硅颗粒和Mg-Gd合金作为原材料，打磨去掉原材料表面的氧化膜，然后干燥，备用；
(2)铸造：将上述预处理后的原材料在保护气氛下熔炼获得Mg-Zn-Si-Gd镁基植入材料；
(3)均匀化处理：将所述Mg-Zn-Si-Gd镁基植入材料置于保护气氛中进行均匀化热处理，然后冷却；
(4)板材制备：对均匀化热处理后的Mg-Zn-Si-Gd镁基植入材料进行线切割，获得Mg-Zn-Si-Gd板材，然后对Mg-Zn-Si-Gd板材进行清洗，打磨；
(5)填充处理：在所述Mg-Zn-Si-Gd板材沿着搅拌头行进方向设置若干盲孔，然后在所述盲孔内填入具有骨修复功能的羟基磷灰石颗粒，然后压实；
(6)搅拌摩擦加工：将填充了羟基磷灰石颗粒的Mg-Zn-Si-Gd板材在超声振动下进行搅拌摩擦加工，细化分散羟基磷灰石颗粒，制备成分梯度镁基植入材料；
(7)热处理：将所述成分梯度镁基植入材料置于热处理炉中，在保护气氛下进行热处理，消除应力；
(8)轧制：对热处理后的成分梯度镁基植入材料进行轧制，制备出具有流线型结构的致密表层组织，实现FSP层与基体中羟基磷灰石组织均匀过渡的生物医用镁基植入材料。
2.根据权利要求1所述的一种可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)预处理：以纯镁、纯锌、硅颗粒和Mg-Gd合金作为原材料，用砂纸打磨去掉原材料表面的氧化膜，然后在140-160℃的真空干燥箱内烘干；所述纯镁、纯锌、硅颗粒和Mg-Gd合金的纯度不小于99.9％。
3.根据权利要求1所述的一种可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)铸造：将预处理后的原材料在保护气氛下熔炼获得Mg-Zn-Si-Gd镁基植入材料；所述Mg-Zn-Si-Gd镁基植入材料中各元素的含量为Zn：5.5-6.5wt％；Si：0.5-1.5wt％；Gd：0.5-1.5wt％；余量为Mg。
4.根据权利要求1所述的一种可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)均匀化处理：将Mg-Zn-Si-Gd镁基植入材料置于保护气氛中，并在400-450℃下均匀化处理8-12小时，均匀化处理后水淬冷却。
5.根据权利要求1所述的一种可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)板材制备：对均匀化热处理后的Mg-Zn-Si-Gd镁基植入材料进行线切割，获得10-15mm厚的Mg-Zn-Si-Gd板材，然后依次用丙酮和酒精在超声波仪器中清洗Mg-Zn-Si-Gd板材，去除Mg-Zn-Si-Gd板材表面的油污，每次清洗时间1-3分钟，然后再用砂纸打磨至1200目。
6.根据权利要求1所述的一种可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)填充处理：在所述Mg-Zn-Si-Gd板材沿着搅拌头行进方向设置若干孔径1-2mm、孔深3-5mm、孔间距3-4mm的盲孔，然后在所述盲孔内填入具有骨修复功能的羟基磷灰石颗粒，并采用机械法进行压实。
7.根据权利要求1所述的一种可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法，其特征在于，步骤(6)搅拌摩擦加工：将填充了羟基磷灰石颗粒的Mg-Zn-Si-Gd板材在超声振动下进行搅拌摩擦加工，细化分散羟基磷灰石颗粒，制备成分梯度镁基植入材料；在搅拌摩擦加工过程中：搅拌针旋转速度为600-1000rpm，倾角为2.5°；下压量为0.05mm；搅拌针匀速转动并向前运动，前进速度为50-150mm/min，加工道次为3-5道次。
8.根据权利要求1所述的一种可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法，其特征在于，步骤(7)热处理：将所述成分梯度镁基植入材料置于热处理炉中，在保护气氛下进行热处理，消除应力；所述热处理温度为200-300℃，热处理时间为2-6小时。
9.根据权利要求1所述的一种可控降解的成分梯度镁基植入材料的制备方法，其特征在于，步骤(8)轧制：对热处理后的成分梯度镁基植入材料进行轧制，轧制温度为400-450℃、时间为10-15分钟，往复轧制3-6次，总变形量为30-60％；制备出具有流线型结构的致密表层组织，实现表层至心部成分梯度的生物医用镁基植入材料。
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