CN117731845A - 镁基复合材料植入体及其制备方法、用途 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种镁基复合材料植入体及其制备方法、用途，以重量份数计，所述镁基复合材料植入体的成分为：x份的四氧化三铁，且0＜x≤10，其余为镁合金。本申请所述的镁基复合材料植入体不仅能够作为磁热介质，还可以在生物体内具有较快的降解速度。
Description
技术领域
本申请涉及合金材料及生物医学工程技术领域，具体涉及一种镁基复合材料植入体、该镁基复合材料植入体的制备方法及镁基复合材料植入体的用途。
背景技术
磁感应热疗法是一种用于热消融肿瘤的介入治疗，需要将磁热介质植入到病灶附近，通过施加交变磁场使磁热介质对病灶进行加热，从而直接消融肿瘤细胞或诱导肿瘤细胞凋亡。当前采用的磁热介质主要为不锈钢等材料，其在体内无法被降解，需要人工手术取出。
镁合金是一种良好的生物医用材料，具有生物相容性好、安全无毒及可体内降解等特点，当前已作为心血管支架、骨钉等人体植入材料进行了良好的示范性应用，同时镁合金在体内降解过程中产生的微环境还可以抑制肿瘤生长。因此，若将镁合金用于磁热介质，那么在磁感应加热下可以同时展现出热消融和微环境对肿瘤的双重协同抑制效果，具有极好的应用前景。
但是，镁合金本身无磁性，导致其本征的加热效率很低，需要较大的交变磁场强度，而过大的交变磁场强度将会加热正常的人体组织，存在较大的安全隐患。此外，当前医用镁合金在体内降解速度较慢，往往难以达到抑制肿瘤的效果。
为此，本领域急需开发一种新的镁基复合材料植入体，不仅能够作为磁热介质，还可以在生物体内具有较快的降解速度。
发明内容
本申请的目的在于提供一种镁基复合材料植入体，不仅能够作为磁热介质，还可以在生物体内具有较快的降解速度。
为实现上述目的，本申请的技术方案提供一种镁基复合材料植入体，以重量份数计，其成分为：x份的四氧化三铁，且0＜x≤10，其余为镁合金。
在本申请的一些实施例中，以重量份数计，所述镁基复合材料植入体的成分为：1～8份的四氧化三铁，其余为镁合金。
在本申请的一些实施例中，所述四氧化三铁的粒径为1微米～50微米。
在本申请的一些实施例中，所述镁合金的成分为：铝1～3wt％，锌3～5wt％，其余为镁。
本申请的技术方案还提供上述的镁基复合材料植入体的制备方法，包括：将镁合金的制备原料在保护性气体的保护下加热至第一温度，使所述制备原料熔化混合后得到镁合金熔体，并使所述镁合金熔体降温至第二温度；将预热至第三温度的四氧化三铁加入降温后的所述镁合金熔体中，得到镁基复合材料熔体；将所述镁基复合材料熔体浇铸到模具中，得到镁基复合材料铸锭；对所述镁基复合材料铸锭进行均匀化处理，并经过成型加工得到所述镁基复合材料植入体。
在本申请的一些实施例中，所述制备方法至少满足以下条件之一：a.所述镁合金的制备原料包括纯镁、纯锌和纯铝；b.所述保护性气体包括二氧化碳和六氟化硫的混合气体或者氩气和六氟化硫的混合气体；c.所述第一温度为680℃～750℃；d.所述第二温度为500℃～650℃。
在本申请的一些实施例中，所述制备方法至少满足以下条件之一：A.所述第三温度为300℃～500℃；B.加入所述四氧化三铁时的搅拌速率为300r/min～500r/min。
在本申请的一些实施例中，所述制备方法至少满足以下条件之一：(1)所述均匀化处理的温度为300℃～420℃，时间为8小时～20小时；(2)所述成型加工的温度为250℃～350℃。
本申请技术方案还提供上述的镁基复合材料植入体用作抗肿瘤材料的用途，通过所述镁基复合材料植入体的快速降解来治疗肿瘤；优选地，所述镁基复合材料植入体在所述生物体内的降解速率为100mg/cm2/天～200mg/cm2/天。
本申请技术方案还提供上述的镁基复合材料植入体用作磁热感应介质的用途，通过交变磁场对所述镁基复合材料植入体进行磁感应加热来治疗肿瘤；优选地，所述交变磁场的磁场强度为500A/m～1500A/m，交变频率为330kHz～430kHz，所述镁基复合材料植入体的加热温度为60℃～80℃，所述镁基复合材料植入体在所述生物体内的降解速率为100mg/cm2/天～200mg/cm2/天。
与现有技术相比，本申请技术方案的镁基复合材料植入体具有如下有益效果：
通过在镁合金中引入四氧化三铁，来提高镁合金的磁性，进而使得到的镁基复合材料植入体能够在较低的交变磁场强度下具有较高的加热温度，同时由于四氧化三铁与镁基体具有较大的电势差，使镁基复合材料植入体在生物体内具有较快的降解速率。
将该镁基复合材料植入体植入生物体内时，可以通过该镁基复合材料植入体在生物体内快速降解过程中产生的微环境来抑制肿瘤生长，从而达到治疗肿瘤的目的。
将该镁基复合材料植入体植入生物体内时，还可以通过交变磁场对该镁基复合材料植入体进行磁感应加热来直接消融肿瘤细胞或诱导肿瘤细胞凋亡，从而达到治疗肿瘤的目的。
综上，本申请技术方案的镁基复合材料植入体在生物体内能同时展现出热消融和微环境对肿瘤的双重协同抑制效果，在抗肿瘤领域具有极好的应用前景。
附图说明
以下附图详细描述了本申请中披露的示例性实施例。其中相同的附图标记在附图的若干视图中表示类似的结构。本领域的一般技术人员将理解这些实施例是非限制性的、示例性的实施例，附图仅用于说明和描述的目的，并不旨在限制本申请的范围，其他方式的实施例也可能同样的完成本申请中的发明意图。应当理解，附图未按比例绘制。其中：
图1为本申请实施例1的镁基复合材料植入体丝材的扫描电镜图；
图2为本申请实施例2的镁基复合材料植入体丝材的扫描电镜图；
图3为本申请对比例1的镁合金丝材的扫描电镜图；
图4为本申请实施例1的镁基复合材料植入体丝材与对比例1的镁合金丝材对肿瘤的抑制效果示意图；
图5为本申请实施例1的镁基复合材料植入体丝材与对比例1的镁合金丝材对较大肿瘤的抑制效果示意图。
具体实施方式
以下描述提供了本申请的特定应用场景和要求，目的是使本领域技术人员能够制造和使用本申请中的内容。对于本领域技术人员来说，对所公开的实施例的各种局部修改是显而易见的，并且在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用。因此，本申请不限于所示的实施例，而是与权利要求一致的最宽范围。
磁感应热疗法能够直接消融肿瘤细胞或诱导肿瘤细胞凋亡，但是采用的磁热介质却在生物体内无法降解，治疗结束后还需人工手术取出。镁合金虽然能够在生物体内降解，且降解过程中产生的微环境可以抑制肿瘤生长，但是镁合金在生物体内的降解时间较长，往往难以达到抑制肿瘤的效果，同时镁合金本身无磁性，其本征的感应加热效果很低，需要采用较大的交变磁场进行感应，但是较大的交变磁场强度会伤害生物体内正常的组织，具有较大的安全隐患。因此，不能直接将镁合金作为磁热介质用于热消融肿瘤的介入治疗。
基于此，本申请技术方案对镁合金进行改性，使得改性后的镁合金作为磁热介质被植入到生物体内的病灶部位时，通过磁感应加热可以同时展现出热消融和微环境对肿瘤的双重协同抑制效果。具体地，本申请技术方案通过在镁合金中引入具有磁性的四氧化三铁得到镁基复合材料植入体，以达到上述效果。
在一种具体实施方式中，以重量份数计，所述镁基复合材料植入体的成分为：x份的四氧化三铁，且0＜x≤10，其余为镁合金。例如，x可以为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9、9.1、9.2、9.3、9.3、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9、10或者它们中任意两个数值之间的范围或者子范围。
在所述镁基复合材料植入体中，所述四氧化三铁一方面能够提高该镁基复合材料植入体的磁性，进而使该镁基复合材料植入体用于磁热介质时能够大幅降低交变磁场强度；另一方面，所述四氧化三铁与镁基体具有较大的电势差，弥散的四氧化三铁颗粒与其周围的镁基体形成了微电偶对，加速了四氧化三铁周围镁合金的溶解，使得该镁基复合材料植入体在生物体内具有较快的降解速率。因此，采用本申请实施例的镁基复合材料植入体作为磁热介质进行热消融肿瘤的介入治疗时，不仅能够在较低的交变磁场强度下对病灶部位进行加热，从而直接消融肿瘤细胞或诱导肿瘤细胞凋亡，同时在生物体内具有较快的降解速率，使得降解过程中产生的微环境可以抑制肿瘤生长。由此，本申请实施例的镁基复合材料植入体能够对肿瘤起到双重协同抑制效果，在抗肿瘤方面具有极好的应用前景。
在一种优选的实施方式中，以重量份数计，所述镁基复合材料植入体的成分为：1～8份的四氧化三铁，其余为镁合金。当四氧化三铁颗粒的含量在该范围时能够较好的分散于镁合金基体中，同时可以较好的满足使合金降解及加热效率的要求。
其中所述四氧化三铁的尺寸影响着所述镁基复合材料植入体的加工性能，若所述四氧化三铁的粒径过小，则难以分散在镁合金中；若所述四氧化三铁的粒径过大，则导致所述四氧化三铁分散于镁合金中形成的镁基复合材料的延展性较差，不易加工成型。在一种优选的实施方式中，所述四氧化三铁的粒径为1微米～50微米。
在一种优选的实施方式中，所述镁合金的成分为：铝1～3wt％，锌3～5wt％，其余为镁。该镁合金具有较快的腐蚀降解速率和良好的延展性。
本申请实施例还提供上述的镁基复合材料植入体用作抗肿瘤材料的用途。通过所述镁基复合材料植入体的快速降解来治疗肿瘤或癌症。在一些优选实施例中，所述镁基复合材料植入体在生物体内的降解速率为100mg/cm2/天～200mg/cm2/天。
本申请实施例还提供上述的镁基复合材料植入体用作磁热感应介质的用途，通过交变磁场对所述镁基复合材料植入体进行磁感应加热来治疗肿瘤或癌症。
在一些优选实施例中，所述镁基复合材料植入体用作磁热感应介质时，采用的交变磁场的磁场强度为500A/m～1500A/m，交变频率为330kHz～430kHz，在该交变磁场条件下，所述镁基复合材料植入体的加热温度可以为60℃～80℃，不仅能够直接消融肿瘤细胞或诱导肿瘤细胞凋亡，还可以避免对生物体内其他正常部位造成伤害，安全系数较高。在一些更为优选的实施例中，所述交变磁场的磁场强度为1000A/m，交变频率为380kHz。
需要说明的是，当所述镁基复合材料植入体用作磁热感应介质来治疗肿瘤或癌症时，不仅能通过磁感应加热来消融肿瘤细胞或诱导肿瘤细胞凋亡，同时其在生物体中降解产生的微环境能够抑制肿瘤生长，其中所述镁基复合材料植入体在生物体内的降解速率较为重要，若所述镁基复合材料植入体在生物体内的降解速率过大，会导致介入治疗还未结束，便在生物体内降解，影响消融效果；若所述镁基复合材料植入体在生物体内的降解速率过小，又会影响所述镁基复合材料植入体降解产生的微环境对肿瘤的抑制效果。因此，所述镁基复合材料植入体在生物体内的降解速率过大或过小时均会影响抗肿瘤治疗的效果。本申请实施例通过对所述镁基复合材料植入体的成分进行设计，可以使所述镁基复合材料植入体在生物体内具有较为适宜的降解速率。在一些优选实施例中，所述镁基复合材料植入体在生物体内的降解速率为100mg/cm2/天～200mg/cm2/天。
在一些具体实施例中，所述肿瘤或癌症选自肺部恶性肿瘤或癌症、肝胆恶性肿瘤或癌症、胃肠道恶性肿瘤或癌症、血液系统恶性肿瘤或癌症、肉瘤、皮肤恶性肿瘤或癌症、骨恶性肿瘤或癌症、泌尿生殖道恶性肿瘤或癌症、神经系统恶性肿瘤或癌症、妇科性恶性肿瘤或癌症和肾上腺恶性肿瘤或癌症。优选地，所述肺部恶性肿瘤或癌症选自支气管癌(鳞状细胞癌、未分化的小细胞、未分化的大细胞或腺癌)、非小细胞肺癌、支气管癌、支气管腺瘤、肉瘤、淋巴瘤、软骨性错构瘤或间皮瘤。所述肝胆恶性肿瘤或癌症选自肝癌、胆管癌、肝母细胞瘤、血管肉瘤、肝细胞腺瘤、血管瘤、胆囊癌、壶腹癌或胆管癌。所述胃肠道恶性肿瘤或癌症选自食道恶性肿瘤或癌症(鳞状细胞癌、腺癌、平滑肌肉瘤或淋巴瘤)、胃恶性肿瘤或癌症(癌、淋巴瘤或平滑肌肉瘤)、胰腺恶性肿瘤或癌症(导管腺癌、胰岛素瘤、胰高血糖素瘤、胃泌素瘤、类癌瘤、葡萄膜瘤)、小肠(腺癌、淋巴瘤、类癌、卡波西氏肉瘤、平滑肌瘤、血管瘤、脂肪瘤、神经纤维瘤、纤维瘤)、大肠癌恶性肿瘤或癌症(腺癌、腺瘤、腺瘤、管状腺瘤)或平滑肌瘤。所述血液系统恶性肿瘤或癌症选自急性或慢性骨髓白血病、急性淋巴细胞白血病、慢性淋巴细胞性白血病、骨髓增生性疾病、多发性骨髓瘤、骨髓增生异常综合症、霍奇金病或非霍奇金淋巴瘤。所述肉瘤选自血管肉瘤、纤维肉瘤、横纹肌肉瘤、脂肪肉瘤、粘液瘤、横纹肌瘤、纤维瘤、脂肪瘤或畸胎瘤。所述皮肤恶性肿瘤或癌症选自恶性黑色素瘤、基底细胞癌、鳞状细胞癌、卡波济肉瘤、痣痣、增生痣、脂肪瘤、血管瘤、皮肤纤维瘤、瘢痕瘤或牛皮癣。所述骨恶性肿瘤或癌症选自成骨肉瘤、纤维肉瘤、恶性纤维组织细胞瘤、软骨肉瘤、尤因氏肉瘤、恶性淋巴瘤、多发性骨髓瘤、恶性巨细胞瘤脊索瘤、骨软骨瘤、良性软骨瘤、软骨母细胞瘤、软骨粘膜纤维瘤、类骨质骨瘤或巨细胞瘤。所述泌尿生殖道恶性肿瘤或癌症选自肾脏恶性肿瘤或癌症(腺癌、威尔姆氏肿瘤或肾母细胞瘤)、淋巴瘤、白血病、膀胱或尿道恶性肿瘤或癌症(鳞状细胞癌、移行细胞癌或腺癌)、前列腺恶性肿瘤或癌症(腺癌或肉瘤)、睾丸恶性肿瘤或癌症(血癌、畸胎瘤、胚胎癌或畸胎瘤)、绒癌、肉瘤、间质细胞癌、纤维瘤、纤维腺瘤、腺瘤样瘤或脂肪瘤。所述神经系统恶性肿瘤或癌症选自骨瘤、血管瘤、肉芽肿、黄瘤、变形性骨炎、脑膜瘤、脑膜肉瘤、胶质瘤病、星形细胞瘤、髓母细胞瘤、神经胶质瘤、室管膜瘤、生殖器瘤、多形胶质母细胞瘤、少突胶质细胞瘤、神经鞘瘤、视网膜母细胞瘤、先天性肿瘤、脊髓神经纤维瘤、脑膜瘤、神经胶质瘤或肉瘤。所述妇科性恶性肿瘤或癌症选自子宫内膜癌(浆液性囊腺癌、粘液性囊腺癌或未分类癌)、颗粒-鞘细胞瘤、睾丸间质细胞瘤、肌膜异常瘤、恶性畸胎瘤、鳞状上皮癌、纤维上皮癌、腺上皮癌、黑色素瘤、透明细胞癌、鳞状细胞癌、葡萄状肉瘤或输卵管癌。所述肾上腺恶性肿瘤或癌症选自神经母细胞瘤。
本申请实施例还提供上述镁基复合材料植入体的制备方法。在一些具体实施例中，所述制备方法包括以下步骤：
S1：将镁合金的制备原料在保护性气体的保护下加热至第一温度，使所述制备原料熔化混合后得到镁合金熔体，并使所述镁合金熔体降温至第二温度；
S2：将预热至第三温度的四氧化三铁加入降温后的所述镁合金熔体中，得到镁基复合材料熔体；
S3：将所述镁基复合材料熔体浇铸到模具中，得到镁基复合材料铸锭；
S4：对所述的镁基复合材料铸锭进行均匀化处理，并经过成型加工得到所述镁基复合材料植入体。
在一些具体实施例中，在步骤S1中，所述镁合金为铝-锌-镁三元合金，且所述镁合金的制备原料包括纯镁、纯锌和纯铝。在一些具体实施例中，所述保护性气体包括二氧化碳和六氟化硫的混合气体或者氩气和六氟化硫的混合气体。在一些具体实施例中，所述第一温度为680℃～750℃。在一些具体实施例中，所述第二温度为500℃～650℃，在该温度区间，所述镁合金熔体呈半固态。
在一些具体实施例中，在步骤S2中，所述第三温度为300℃～500℃，防止温差过大导致熔体温度急剧下降。在搅拌条件下加入所述四氧化三铁，以使所述四氧化三铁均匀分散于所述镁合金熔体中。在一些具体实施例中，加入所述四氧化三铁时的搅拌速率为300r/min～500r/min。
在一些具体实施例中，所述均匀化处理的温度为300℃～420℃，时间为8小时～20小时。在一些具体实施例中，所述成型加工的温度为250℃～350℃。
在一些优选实施例中，所述成型加工的方式为热挤压成型，形成的所述镁基复合材料植入体为丝材，丝状材料更适用于需要将材料植入病灶的临床介入治疗。在一些优选实施例中，通过热挤压成型的所述镁基复合材料的直径为1mm～2mm。
下面将结合本申请的实施例，对本申请的技术方案进行清楚和完整的描述。如无特别说明，所用的试剂和原材料都可通过商业途径购买。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
在下述实施例中，扫描电镜图片通过泰思肯公司生产的型号为GAIA3的扫描电镜来表征。
实施例1
本实施例的镁基复合材料植入体，以重量份数计，由如下成分组成：1份四氧化三铁，且该四氧化三铁的粒径为10微米～50微米，99份镁合金。该镁合金的成分为：铝1wt％，锌3wt％，其余为镁。
本实施例的镁基复合材料植入体的制备方法包括以下步骤：
(1)将质量比为96:3:1的纯镁、纯锌和纯铝在二氧化碳和六氟化硫(体积比为50:1)混合气体的保护下加热至700℃，使该制备原料熔化混合后得到镁合金熔体，并使该镁合金熔体降温至550℃，呈半固态浆料；
(2)使用搅拌桨以350r/min的速率对半固态浆料进行搅拌，将预热至400℃的四氧化三铁加入该半固态浆料中，得到镁基复合材料熔体；
(3)将该镁基复合材料熔体浇铸到模具中，得到镁基复合材料铸锭；
(4)对该镁基复合材料铸锭进行均匀化处理，且均匀化处理的温度为420℃，时间为12小时，将均匀化处理后的镁基复合材料铸锭加工为直径为85mm的圆柱体，然后在300℃下进行热挤压，且挤压速度为2m/min，得到直径为1.5mm的镁基复合材料植入体丝材。
本实施例的镁基复合材料植入体丝材的扫描电镜图见图1。由图1可知，四氧化三铁均匀地分布于镁基体中。
采用感应线圈(直径为80mm，匝数为6)对本实施例的镁基复合材料植入体丝材进行磁感应加热测试。测试结果显示，在磁场强度为1000A/m，交变频率为380kHz的交变磁场下，该镁基复合材料植入体丝材可以加热到68.032℃。
将本实施例的镁基复合材料植入体丝材浸于0.9wt.％的氯化钠溶液中进行降解测试。通过浸泡失重法对降解速率进行计算，降解速率＝降解后失去的重量(mg/cm2/day)×2.1。测试结果显示，镁基复合材料植入体丝材的降解速率为200mg/cm2/天。
实施例2
本实施例的镁基复合材料植入体，以重量份数计，由如下成分组成：10份四氧化三铁，且该四氧化三铁的粒径为10微米～50微米，90份镁合金。该镁合金的成分为：铝1wt％，锌3wt％，其余为镁。
本实施例的镁基复合材料植入体的制备方法包括以下步骤：
(1)将质量比为96:3:1的纯镁、纯锌和纯铝在二氧化碳和六氟化硫(体积比为50:1)混合气体的保护下加热至700℃，使该制备原料熔化混合后得到镁合金熔体，并使该镁合金熔体降温至550℃，呈半固态浆料；
(2)使用搅拌桨以350r/min的速率对半固态浆料进行搅拌，将预热至400℃的四氧化三铁加入该半固态浆料中，得到镁基复合材料熔体；
(3)将该镁基复合材料熔体浇铸到模具中，得到镁基复合材料铸锭；
(4)对该镁基复合材料铸锭进行均匀化处理，且均匀化处理的温度为420℃，时间为12小时，将均匀化处理后的镁基复合材料铸锭加工为直径为85mm的圆柱体，然后在300℃下进行热挤压，且挤压速度为2m/min，得到直径为1.5mm的镁基复合材料植入体丝材。
本实施例的镁基复合材料植入体丝材的扫描电镜图见图2。由图2可知，四氧化三铁均匀地分布于镁基体中。
采用感应线圈(直径为80mm，匝数为6)对本实施例的镁基复合材料植入体丝材进行磁感应加热测试。测试结果显示，在磁场强度为1000A/m，交变频率为380kHz的交变磁场下，该镁基复合材料植入体丝材可以加热到63.418℃。
将本实施例的镁基复合材料植入体丝材浸于0.9wt.％的氯化钠溶液中进行降解测试。测试结果显示，镁基复合材料植入体丝材的降解速率为150mg/cm2/天。
对比例1
本对比例提供一种镁合金，该镁合金的成分为：铝1wt％，锌3wt％，其余为镁。
本对比例的镁合金的制备方法包括以下步骤：
(1)将质量比为96:3:1的纯镁、纯锌和纯铝在二氧化碳和六氟化硫(体积比为50:1)混合气体的保护下加热至700℃，使该制备原料熔化混合后得到镁合金熔体；
(2)将该镁合金熔体浇铸到模具中，得到镁合金铸锭；
(4)对该镁合金铸锭进行均匀化处理，且均匀化处理的温度为(同实施例1)，时间为(同实施例1)，将均匀化处理后的镁合金铸锭加工为直径为85mm的圆柱体，然后在300℃下进行热挤压，且挤压速度为2m/min，得到直径为1.5mm的镁合金丝材。
本对比例的镁合金丝材的扫描电镜图见图3。由图3可知，该合金为单相的镁合金，无第二相颗粒。
采用感应线圈(直径为80mm，匝数为6)对本对比例的镁合金丝材进行磁感应加热测试。测试结果显示，在磁场强度为1000A/m，交变频率为380kHz的交变磁场下，该镁合金丝材仅能加热到30.902℃。
将本对比例的镁合金丝材浸于0.9wt.％的氯化钠溶液中进行降解测试。测试结果显示，镁合金丝材的降解速率为9mg/cm2/天。由于本对比例的镁合金中不存在第二相颗粒，不会产生微电偶效应来加速腐蚀降解速率，因此其降解速率较低。
由此可知，通过在镁合金中添加四氧化三铁能够大幅提高加热温度和降解速率。
实施例3
通过动物实验测试实施例1的镁基复合材料植入体丝材与对比例1的镁合金丝材对肿瘤的抑制效果。
待皮下胰腺癌模型的裸鼠肿瘤体积约50mm3左右时，对比镁基复合材料植入体丝材与镁合金丝材的抑制肿瘤效果。将荷瘤裸鼠分为三组，每组数量为5只。第一组将2根实施例1中的镁基复合材料植入体丝材(直径1.5mm，长5mm)植入到每只荷瘤裸鼠的肿瘤内部；第二组将2根对比例1中的镁合金丝材(直径1.5mm，长5mm)植入到每只荷瘤裸鼠的肿瘤内部；第三组为空白对照组。每4天用游标卡尺测量一次肿瘤体积，共监测28天肿瘤体积的变化。
如图4所示，对比分别植入镁基复合材料植入体丝材、镁合金丝材以及未植入的荷瘤小鼠(Control)的肿瘤生长曲线可知，镁合金的降解可以抑制肿瘤生长，具有更快降解速率的镁基复合材料比镁合金具有更好的抗肿瘤效果。
实施例4
通过动物实验测试在感应加热下，实施例1的镁基复合材料植入体丝材与对比例1的镁合金丝材对较大肿瘤的抑制效果。
待皮下胰腺癌模型的裸鼠肿瘤体积长到约120mm3左右时，对比在感应加热下，实施例1的镁基复合材料植入体丝材与对比例1的镁合金丝材的抑制肿瘤效果。将荷瘤裸鼠分为三组，每组数量为5只。第一组将2根实施例1中的镁基复合材料植入体丝材(直径1.5mm，长5mm)植入到每只荷瘤裸鼠的肿瘤内部；第二组将2根对比例1中的镁合金丝材(直径1.5mm，长5mm)植入到每只荷瘤裸鼠的肿瘤内部；第三组为空白对照组。植入后立即将小鼠置于由直径为80mm，匝数为5圈的感应线圈产生的交变磁场中，磁场强度约为1500A/m，加热时间为5分钟。每4天用游标卡尺测量一次肿瘤体积，共监测20天肿瘤体积的变化，若小鼠肿瘤体积超过1000mm3，出于动物伦理考虑则将其安乐死。
如图5所示，对比分别植入镁基复合材料植入体丝材、镁合金丝材以及未植入的荷瘤小鼠(Control)的肿瘤生长曲线可知，感应加热可以有效通过热消融抑制较大肿瘤的生长。在相同的加热参数下，镁基复合材料植入体丝材相比镁合金丝材具有更好的抗肿瘤效果。
上述对实施例的描述是为了便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本申请。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必付出创造性的劳动。因此，本申请不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本申请披露的内容，在不脱离本申请范围和精神的情况下做出的改进和修改都本申请的范围之内。
Claims (10)
1.一种镁基复合材料植入体，其特征在于，以重量份数计，所述镁基复合材料植入体的成分为：x份的四氧化三铁，且0＜x≤10，其余为镁合金。
2.根据权利要求1所述的镁基复合材料植入体，其特征在于，以重量份数计，所述镁基复合材料植入体的成分为：1～8份的四氧化三铁，其余为镁合金。
3.根据权利要求1所述的镁基复合材料植入体，其特征在于，所述四氧化三铁的粒径为1微米～50微米。
4.根据权利要求1至3任一项所述的镁基复合材料植入体，其特征在于，所述镁合金的成分为：铝1～3wt％，锌3～5wt％，其余为镁。
5.一种镁基复合材料植入体的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1至4任一项所述的镁基复合材料植入体，所述制备方法包括：
将镁合金的制备原料在保护性气体的保护下加热至第一温度，使所述制备原料熔化混合后得到镁合金熔体，并使所述镁合金熔体降温至第二温度；
将预热至第三温度的四氧化三铁加入降温后的所述镁合金熔体中，得到镁基复合材料熔体；
将所述镁基复合材料熔体浇铸到模具中，得到镁基复合材料铸锭；
对所述镁基复合材料铸锭进行均匀化处理，并经过成型加工得到所述镁基复合材料植入体。
6.根据权利要求5所述的镁基复合材料植入体的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少满足以下条件之一：
a.所述镁合金的制备原料包括纯镁、纯锌和纯铝；
b.所述保护性气体包括二氧化碳和六氟化硫的混合气体或者氩气和六氟化硫的混合气体；
c.所述第一温度为680℃～750℃；
d.所述第二温度为500℃～650℃。
7.根据权利要求5所述的镁基复合材料植入体的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少满足以下条件之一：
A.所述第三温度为300℃～500℃；
B.加入所述四氧化三铁时的搅拌速率为300r/min～500r/min。
8.根据权利要求5所述的镁基复合材料植入体的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少满足以下条件之一：
(1)所述均匀化处理的温度为300℃～420℃，时间为8小时～20小时；
(2)所述成型加工的温度为250℃～350℃。
9.权利要求1至4任一项所述的镁基复合材料植入体用作抗肿瘤材料的用途，其特征在于，通过所述镁基复合材料植入体的快速降解来治疗肿瘤；优选地，所述镁基复合材料植入体在所述生物体内的降解速率为100mg/cm2/天～200mg/cm2/天。
10.权利要求1至4任一项所述的镁基复合材料植入体用作磁热感应介质的用途，其特征在于，通过交变磁场对所述镁基复合材料植入体进行磁感应加热来治疗肿瘤；优选地，所述交变磁场的磁场强度为500A/m～1500A/m，交变频率为330kHz～430kHz，所述镁基复合材料植入体的加热温度为60℃～80℃，所述镁基复合材料植入体在所述生物体内的降解速率为100mg/cm2/天～200mg/cm2/天。
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