CN114392398A - 一种生物可降解的医用金属镁补片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物可降解的医用金属镁补片及其制备方法，所述所选补片是由镁及镁合金丝材通过编织机编织而成的多孔网状结构，所述所选补片的网状结构上涂布可吸收涂层。本发明中因金属镁补片的镁元素是人体必需元素，与人体组织可达到生物相容性，不会因出现排异而导致出现并发症等情况，植入初期具有较好的强度，能够较有利的挡住已攻破人体薄弱点而进入到另一部分的脏器官，通过编织机编织的方式可制备不同孔径，不同形状，不同孔隙率的补片，而运用于不同部位，镁的密度小，制备出来的补片较轻，且植入的金属镁在体内降解的部位呈碱性微环境，此环境可在伤口处起到抗菌消炎的作用，有利于伤口的愈合。

Description

一种生物可降解的医用金属镁补片及其制备方法

技术领域

本发明涉及生物医用相关技术领域，更具体地说，本发明涉及一种生物可降解的医用金属镁补片及其制备方法。

背景技术

疝是指体内某个组织或脏器离开正常解刨位置，通过先天或后天形成的薄弱点，缺损和空隙进入另一部位，其中以腹股沟疝发生率最高，占90％以上，股疝次之，占5％左右，有调查显示，国内60岁以上老年人腹股沟疝的发病率可高达11.8％，而患腹股沟疝的概率，男性可为27％，女性为3％。

目前应用的补片大多是高分子材料包括聚丙烯网，聚四氟乙烯补片，聚酯网片等，其缺点非常明显，表现为因为是不能降解材料，植入体内会使得伤口感染的可能，甚至可能导致严重的并发症，需要二次手术取出，增加患者的痛苦的经济负担，因此开发一种能够避免上述缺陷的高性能补片是非常有必要的。

针对上述问题，制定本制备方法，因镁元素是人体必需的营养元素，成人体内约有25g镁其中约一半储存在人体的骨组织中，镁还会参与人体一系列的新陈代谢过程，是人体内很多酶的辅助因子，并对稳定体内K+的平衡取这至关重要的作用，可以调节DNA和RNA的结构，镁的标准电极电位很低(-2.37Vvs.SHE)，在水溶液中容易发生降解反应，生成可溶性镁离子和气体(H2)，进而通过周边的组织吸收和新陈代谢排除体外，并且镁是人体必需营养元素，排第四重要，仅次于钙钾钠，同时镁分布在人体的骨骼肌，肌肉，血浆，细胞外液，可降解性：镁的腐蚀电位低，在含有氯离子的体液中便可腐蚀溶解，至伤口完全康复后，植入体内的金属镁网板无需二次手术取出，同时生物安全性中镁元素即使在体内含量偏高，会通过尿液形式排出体外，不会明显提高体内组织的镁元素含量，不会对人体有负面影响。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种生物可降解的医用金属镁补片及其制备方法，因镁元素是人体必需的营养元素，成人体内约有25g镁其中约一半储存在人体的骨组织中，镁还会参与人体一系列的新陈代谢过程，是人体内很多酶的辅助因子，并对稳定体内K+的平衡取这至关重要的作用，可以调节DNA和RNA的结构，镁的标准电极电位很低，在水溶液中容易发生降解反应，生成可溶性镁离子和气体，进而通过周边的组织吸收和新陈代谢排除体外，并且镁是人体必需营养元素，排第四重要，仅次于钙钾钠，同时镁分布在人体的骨骼肌，肌肉，血浆，细胞外液，可降解性：镁的腐蚀电位低，在含有氯离子的体液中便可腐蚀溶解，至伤口完全康复后，植入体内的金属镁网板无需二次手术取出，同时生物安全性中镁元素即使在体内含量偏高，会通过尿液形式排出体外，不会明显提高体内组织的镁元素含量，不会对人体有负面影响，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种生物可降解的医用金属镁补片，所述所选补片是由镁及镁合金丝材通过编织机编织而成的多孔网状结构，所述所选补片的网状结构上涂布可吸收涂层。

优选的，所述金属镁包括纯度为大于99％的纯镁，或者是镁锌合金，其锌含量为2％-6％。

优选的，所述金属镁网状结构由丝材编织而成，且丝材的丝径为0.1-1mm。

优选的，所述金属镁补片的网状结构为所有规则形状，比如方形或者菱形等其他规则形状。

优选的，所述金属镁补片的网状结构孔隙率为20％-80％。

优选的，所述金属镁补片的网状结构厚度为0.1-1mm，所述金属镁补片所编织的孔的长宽范围在0.2-5mm。

优选的，所述金属镁补片上涂布有可吸收涂层。

优选的，所述金属镁补片涂布的可吸收膜层为化学转化膜或者沉积涂层，包含氟化膜、磷酸盐转化膜、植酸转化膜层、微弧氧化膜层、聚乳酸涂层、聚己内酯涂层或钙磷涂层等。

一种生物可降解的医用金属镁补片的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

S1：将镁锭通过机加工制成圆形锭子的镁坯，如有氧化层需用铣床去除氧化层；

S2：将圆形锭子的镁坯加热至200-450℃热处理0.5-3小时；

S3：将挤压模具置入热处理炉内200-400℃保温0.5-2小时；

S4：将热处理完毕后的镁坯锭子置入预热后的模具内挤压成一定丝径的镁材，其丝径在0.5-5mm；

S5：进一步的将S4步骤制得的镁材置入丝材拉拔机上拉拔至目标直径的镁丝，单道次拉拔变形量为2％-12％，拉拔过程温度控制在100-300℃，

S6：整个拉拔丝材过程中做好防氧化措施，在真空或者保护气体的氛围中进行；

S7：将不同丝径的镁及镁合金丝在编织机上编织而成；

S8：将所得丝材需电解抛光，清洗，涂层处理，干燥，灭菌处理，其中涂层处理为化学转化膜或者沉积涂层，包含氟化膜，磷酸盐转化膜，植酸转化膜层，微弧氧化膜层，聚乳酸涂层，聚己内酯涂层，钙磷涂层等；延长其溶解的时间及提高与人体内部环境的相容性。

本发明的技术效果和优点：

因金属镁补片的镁元素是人体必需元素，与人体组织可达到生物相容性，不会因出现排异而导致出现并发症等情况，植入初期具有较好的强度，能够较有利的挡住已攻破人体薄弱点而进入到另一部分的脏器官，通过编织机编织的方式可制备不同孔径，不同形状，不同孔隙率的补片，而运用于不同部位，镁的密度小，制备出来的补片较轻，且植入的金属镁在体内降解的部位呈碱性微环境，此环境可在伤口处起到抗菌消炎的作用，有利于伤口的愈合，在制得的网状结构上制备一层涂层，一方面可大大降低金属镁的降解速率，起到了抗腐蚀作用，另一方面可大大提高产品的生物活性，易实现量产，品质稳定可控，生产效率高，同时金属镁补片可实现自我降解，降解的镁可作为营养元素被人体吸收，余量镁参与人体新陈代谢而不会对人体有害，避免现有补片大多需要二次取出而造成患者的二次伤害，在作为疝修复手术，盆腔脏器脱垂手术，胸壁修复手术，脑垂体腺瘤手术，或整形外科手术用组织修复补片的用途。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

一种生物可降解的医用金属镁补片，所述所选补片是由镁及镁合金丝材通过编织机编织而成的多孔网状结构，所述所选补片的网状结构上涂布可吸收涂层。

进一步的，所述金属镁包括纯度为大于99％的纯镁，或者是镁锌合金，其锌含量为2％-6％，使得金属镁补片具有良好的生物降解和生物相容性。

进一步的，所述金属镁网状结构由丝材编织而成，且丝材的丝径为0.1-1mm。

进一步的，所述金属镁补片的网状结构为所有规则形状，比如方形或者菱形等其他规则形状。

进一步的，所述金属镁补片的网状结构孔隙率为20％-80％。

进一步的，所述金属镁补片的网状结构厚度为0.1-1mm，所述金属镁补片所编织的孔的长宽范围在0.2-5mm，使得制得的镁及镁合金网补片具有良好的卷曲性和平展性。

进一步的，所述金属镁补片上涂布有可吸收膜层。

进一步的，所述金属镁补片涂布的可吸收膜层为化学转化膜或者沉积涂层，包含氟化膜、磷酸盐转化膜、植酸转化膜层、微弧氧化膜层、聚乳酸涂层、聚己内酯涂层或钙磷涂层等，使得补片在体内完全吸收的时间大于3个月。

一种生物可降解的医用金属镁补片的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

S1：将镁锭通过机加工制成圆形锭子的镁坯，如有氧化层需用铣床去除氧化层；

S2：将圆形锭子的镁坯加热至200-450℃热处理0.5-3小时；

S3：将挤压模具置入热处理炉内200-400℃保温0.5-2小时；

S4：将热处理完毕后的镁坯锭子置入预热后的模具内挤压成一定丝径的镁材，其丝径在0.5-5mm；

S5：进一步的将S4步骤制得的镁材置入丝材拉拔机上拉拔至目标直径的镁丝，单道次拉拔变形量为2％-12％，拉拔过程温度控制在100-300℃，

S6：整个拉拔丝材过程中做好防氧化措施，在真空或者保护气体的氛围中进行；

S7：将不同丝径的镁及镁合金丝在编织机上编织而成；

S8：将所得丝材需电解抛光，清洗，涂层处理，干燥，灭菌处理，其中涂层处理为化学转化膜或者沉积涂层，包含氟化膜，磷酸盐转化膜，植酸转化膜层，微弧氧化膜层，聚乳酸涂层，聚己内酯涂层，钙磷涂层等；延长其溶解的时间及提高与人体内部环境的相容性。

S9：以上方法得出结果如下：

实施例一：

将纯镁锭(其中纯镁纯度为99.98％)，通过机加工制成圆形锭子的镁坯，用铣床去除外层氧化皮，制得圆形锭子尺寸为直径20mm高度40mm，数量为10个，将圆形锭子的镁坯加热至350℃热处理2小时，将挤压模具置入热处理炉内350℃保温2小时，将热处理完毕后的镁坯锭子置入预热后的模具内挤压成丝径为1mm的镁丝，进一步的使用拉丝机将1.0mm的镁丝在温度200℃的环境下拉拔成0.2mm的镁丝，其经过的拉拔道次为40道次，单道次拉拔变形量为7％-9％，可获得成品率高，性能优异的镁丝，进一步的将0.2mm丝径的纯镁丝在编织机上编织成最大厚度处为0.4mm，孔隙率为65％，单孔面积在1平方毫米，最后在补片表层沉积Ca-P涂层起耐腐蚀作用，且降解速度可控，得到的金属镁补片性能优异且可任意剪裁。

实施例二：

将纯镁锭(其中纯镁纯度为99.98％)，通过机加工制成圆形锭子的镁坯，用铣床去除外层氧化皮，制得圆形锭子尺寸为直径20mm高度40mm，数量为10个，将圆形锭子的镁坯加热至350℃热处理2小时，将挤压模具置入热处理炉内350℃保温2小时，将热处理完毕后的镁坯锭子置入预热后的模具内挤压成丝径为1mm的镁丝，进一步的使用拉丝机将1.0mm的镁丝在温度200℃的环境下拉拔成0.1mm的镁丝，其经过的拉拔道次为54道次，单道次拉拔变形量为5％-10％，可获得成品率高，性能优异的镁丝，进一步的将0.1mm丝径的纯镁丝在编织机上编织成最大厚度处为0.2mm，孔隙率为73％，单孔面积在0.49平方毫米，最后在补片表层沉积Ca-P涂层起耐腐蚀作用，且降解速度可控，得到的金属镁补片性能优异且可任意剪裁。

实施例三：

将镁锌合金MZ2(锌含量为wt2％)，锭通过机加工制成圆形锭子的镁坯，用铣床去除外层氧化皮，制得圆形锭子尺寸为直径20mm高度35mm，数量为10个，将圆形锭子的镁坯加热至420℃热处理2小时，将挤压模具置入热处理炉内350℃保温1.5小时，将热处理完毕后的镁坯锭子置入预热后的模具内挤压成丝径为1.2mm的镁丝，进一步的使用拉丝机将1.2mm的镁丝在温度240℃的环境下拉拔成0.15mm的镁丝，其经过的拉拔道次为75道次，单道次拉拔变形量为5％-12％，可获得成品率高，性能优异的镁二锌合金丝材，进一步的将0.15mm丝径的纯镁丝在编织机上编织成最大厚度处为0.3mm，孔隙率为70％，单孔面积在0.8平方毫米，最后在补片表层沉积Ca-P涂层起耐腐蚀作用，且降解速度可控，得到的金属镁补片性能优异且可任意剪裁。

实施例四：

将镁锌合金MZ4(锌含量为wt4％)，锭通过机加工制成圆形锭子的镁坯，用铣床去除外层氧化皮，制得圆形锭子尺寸为直径20mm高度30mm，数量为10个，将圆形锭子的镁坯加热至440℃热处理2小时，将挤压模具置入热处理炉内350℃保温1.5小时，将热处理完毕后的镁坯锭子置入预热后的模具内挤压成丝径为1mm的镁丝，进一步的使用拉丝机将1.0mm的镁丝在温度240℃的环境下拉拔成0.15mm的镁丝，其经过的拉拔道次为80道次，单道次拉拔变形量为7％-9％，可获得成品率高，性能优异的镁四锌合金丝材，进一步的将0.15mm丝径的纯镁丝在编织机上编织成最大厚度处为0.3mm，孔隙率为70％，单孔面积在0.8平方毫米，最后在补片表层沉积Ca-P涂层起耐腐蚀作用，且降解速度可控，得到的金属镁补片性能优异且可任意剪裁。

本发明工作原理：

本生物可降解的医用金属镁补片，因金属镁补片的镁元素是人体必需元素，与人体组织可达到生物相容性，不会因出现排异而导致出现并发症等情况，植入初期具有较好的强度，能够较有利的挡住已攻破人体薄弱点而进入到另一部分的脏器官，通过编织机编织的方式可制备不同孔径，不同形状，不同孔隙率的补片，而运用于不同部位，镁的密度小，制备出来的补片较轻，且植入的金属镁在体内降解的部位呈碱性微环境，此环境可在伤口处起到抗菌消炎的作用，有利于伤口的愈合，在制得的网状结构上制备一层涂层，一方面可大大降低金属镁的降解速率，起到了抗腐蚀作用，另一方面可大大提高产品的生物活性，易实现量产，品质稳定可控，生产效率高，同时金属镁补片可实现自我降解，降解的镁可作为营养元素被人体吸收，余量镁参与人体新陈代谢而不会对人体有害，避免现有补片大多需要二次取出而造成患者的二次伤害，在作为疝修复手术，盆腔脏器脱垂手术，胸壁修复手术，脑垂体腺瘤手术，或整形外科手术用组织修复补片的用途。

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种生物可降解的医用金属镁补片，其特征在于：所述所选补片是由镁及镁合金丝材通过编织机编织而成的多孔网状结构，所述所选补片的网状结构上涂布可吸收涂层。

2.根据权利要求1所述的一种生物可降解的医用金属镁补片，其特征在于：所述金属镁包括纯度为大于99％的纯镁，或者是镁锌合金，其锌含量为2％-6％。

3.根据权利要求1所述的一种生物可降解的医用金属镁补片，其特征在于：所述金属镁网状结构由丝材编织而成，且丝材的丝径为0.1-1mm。

4.根据权利要求3所述的一种生物可降解的医用金属镁补片，其特征在于：所述金属镁补片的网状结构为所有规则形状。

5.根据权利要求3所述的一种生物可降解的医用金属镁补片，其特征在于：所述金属镁补片的网状结构孔隙率为20％-80％。

6.根据权利要求3所述的一种生物可降解的医用金属镁补片，其特征在于：所述金属镁补片的网状结构厚度为0.1-1mm，所述金属镁补片所编织的孔的长宽范围在0.2-5mm。

7.根据权利要求3所述的一种生物可降解的医用金属镁补片，其特征在于：所述金属镁补片上涂布有可吸收膜层。

8.根据权利要求7所述的一种生物可降解的医用金属镁补片，其特征在于：所述金属镁补片涂布的可吸收膜层为化学转化膜或者沉积涂层，包含氟化膜、磷酸盐转化膜、植酸转化膜层、微弧氧化膜层、聚乳酸涂层、聚己内酯涂层或钙磷涂层等。

9.一种生物可降解的医用金属镁补片的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：

S1：将镁锭通过机加工制成圆形锭子的镁坯，如有氧化层需用铣床去除氧化层；

S2：将圆形锭子的镁坯加热至200-450℃热处理0.5-3小时；

S3：将挤压模具置入热处理炉内200-400℃保温0.5-2小时；

S4：将热处理完毕后的镁坯锭子置入预热后的模具内挤压成一定丝径的镁材，其丝径在0.5-5mm；

S5：进一步的将S4步骤制得的镁材置入丝材拉拔机上拉拔至目标直径的镁丝，单道次拉拔变形量为2％-12％，拉拔过程温度控制在100-300℃，

S6：整个拉拔丝材过程中做好防氧化措施，在真空或者保护气体的氛围中进行；

S7：将不同丝径的镁及镁合金丝在编织机上编织而成；

S8：将所得丝材需电解抛光，清洗，涂层处理，干燥，灭菌处理，其中涂层处理为化学转化膜或者沉积涂层，包含氟化膜，磷酸盐转化膜，植酸转化膜层，微弧氧化膜层，聚乳酸涂层，聚己内酯涂层，钙磷涂层等；延长其溶解的时间及提高与人体内部环境的相容性。