專利名稱：醫用可降解吸收Mg-Sr系鎂合金植入體及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種可降解吸收性Mg-Sr系合金醫用植入體及其制備方法。可降解吸收性Mg-Sr系合金的設計，無毒且具備良好的組織相容性，力學性能和降解速度可調，適合作為可降解骨科植入器械。
背景技術：
目前醫用的生物可降解材料主要為可降解高分子材料和可降解陶瓷材料，可降解高分子材料包括聚羥基乙酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、聚乙酸內酯(PCL)及其共聚物、天然多糖類材料(纖維素、甲殼素)和天然蛋白質材料(膠原、纖維蛋白)等；廣泛應用的可降解陶瓷包括羥基磷灰石、α-磷酸三鈣、磷酸三鈣和磷酸氧四鈣。可降解高分子材料雖能夠完全被人體吸收，但強度低，很難提供結構支撐的功能，且其體內降解產物易引發炎癥反應等問題；可降解陶瓷的缺點是韌性差，無法協調變形。生物醫用金屬材料因其優良的力學性能、生物相容性和耐腐蝕性，在醫療器械領域廣泛使用。廣泛使用的生物金屬材料主要為316L、317L、304V不銹鋼、Co-Cr-Mo合金、純鈦、Ti-6A1-4V、TiNi合金。但是生物醫用金屬材料的缺點是不可降解，在體內將永久性以 “異體”形式存在。同時，不銹鋼、Co-Cr-Mo合金和鈦合金的力學性能與骨組織不匹配，尤其是他們的彈性模量，如不銹鋼的彈性模量約為200GPa，鈦合金約為lOOGPa，而骨組織的彈性模量只有10-40GPa。因此導致金屬植入體植入后將承載幾乎全部載荷，造成骨組織的應力遮擋現象，即植入體周圍骨組織萎縮或疏松。從生物相容性的角度來看，鎂是人體的必需元素，是體內第二重要的陽離子(K第一)，在人體中正常含量為25克，且半數存在于骨骼中。鎂具有多種生理功能，與生命的維持、身體的健康有著極其密切的關系。并且，人體對鎂的每日需要量大約300-700mg，超過生理需求量的鎂可經腎隨尿液排出體外，故腎功能正常者，每天用4 6g鎂，一般不會引起毒副作用。從材料學角度來看，鎂合金密度(I. 75 I. 85g/cm3)與人體密致組織(I. 75g/cm3) 相近，彈性模量約為45GPa，不到醫用鈦合金彈性模量(109-112GPa)的1/2，能有效緩解骨科植入物的應力遮擋效應，且具備良好的綜合力學性能和機械加工性能。鎂合金化學性質活潑，在溶液中尤其是含有Cl—的人體體液環境中可腐蝕降解，被認為將成為新一代的可降解植入材料。綜上所述，若采用鎂合金制造骨科植入物，將同時兼具“生物醫用金屬材料”的力學性能優勢和“可降解高分子材料”的降解吸收的特點，具有良好醫用前景。鍶普遍存在于食物和水中，是人體的微量元素，99%存在于骨和牙齒，其中骨中Sr 含量大約為100-120mg/kg，在牙釉質中含量300mg/kg。Sr與Ca在元素周期表中同屬于第 II族，在體液中都以二價離子的形式存在，有非常類似的性質，其吸收途徑、載體相同，Ca 與載體結合的能力大于Sr，兩者在骨中的含量成反比，在新骨形成的初期Sr離子的濃度較高，隨著骨基質的成熟，Sr離子逐漸被Ca離子替換，Sr離子在骨基質中保持一定的比例可以維持骨質的正常功能。至今沒有關于過量Sr導致的毒性病癥的報道。目前研究表明，口服Sr鹽可以促進骨組織形成，抑制骨吸收，從而增加骨量和提高骨強度，治療骨質疏松。由法國施維雅藥廠原創研制的雷奈酸鍶(歐思美)經臨床實驗表明對絕經后婦女的骨質疏松癥是一個可靠的治療藥物。由于Sr對骨組織生長的促進作用， Sr也被用于制備Sr-HA骨水泥以及在生物醫用金屬材料表面制備含Sr涂層。利用Sr部分替代HA中的Ca，導致晶格畸變從而影響HA的結晶性和溶解性。研究表明，Sr-HA骨水泥有利于骨生長和整合，減少由于骨質疏松造成的二次骨折的危險。在生物醫用金屬材料表面制備含Sr涂層，可通過緩慢釋放Sr2+，誘導骨組織生成，提高植入體的生物活性。從材料學角度來看，Sr也是鎂合金中的一個重要合金元素。Sr能夠在固液界面前沿富集，產生成分過冷，阻礙晶粒長大，從而細化晶粒，改善澆鑄性能。同時，Sr可以提高鎂合金中H的溶解度，并與H生成SrH2新相，減少凝固過程中氣孔的產生。由于其晶粒細化作用以及形成的含Sr相具有高的熔點和與鎂基體之間較小的電位差，適量添加Sr可以提高鎂合金的室溫和高溫強度，改善鎂合金的高溫蠕變性能和抗熱裂性，提高鎂合金的耐腐蝕性能。例如在AZ91D中添加O. 6%的Sr，其在3. 5% NaCl溶液中的自腐蝕電流密度由 16. 85A/cm2 降低到 2. 01 A/cm2。目前國內外還沒有文獻和專利提出Mg-Sr合金用作生物醫用材料。
發明內容
本發明目的是提供一種可應用于骨科醫用植入材料的醫用可降解吸收Mg-Sr系鎂合金植入體及其制備方法。該合金植入體具有良好的生物相容性和耐腐蝕性能，且能夠滿足力學性能要求。為實現上述目的，本發明所采用的技術方案為
一種醫用可降解吸收Mg-Sr系鎂合金植入體，按重量百分比計，主要含有鍶(Sr)
0-5%，不包括O，余量為鎂。作為上述方案的進一步設置，還含有下列微量元素中的一種或幾種，它們為錳 (Mn)、鋯(Zr )、錫(Sn)、稀土( RE)和釔(Y)，按重量百分比計，總量為0-3%,不包括O。所述猛含量不大于I. 5%,錯含量不大于1%,錫含量不大于2%,稀土含量不大于2%, 宇乙含量不大于1%。本方案可能還含有少量不可避免的雜質元素，它們為鐵(Fe)、銅(Cu)和鎳(Ni)； 按重量百分比計，它們每種含量不超過O. 05%。所述Mg-Sr系合金是致密結構或多孔結構。一種醫用可降解吸收Mg-Sr系鎂合金植入體的制備方法，將鎂、鍶，或者將鎂、鍶， 與錳、鋯、錫、稀土、釔元素中的一種或幾種混合后，700-850°C熔煉，經真空精密鑄造制得致密結構Mg-Sr系合金，經機械加工方法制成致密結構的醫用可降解吸收Mg-Sr系鎂合金植入體。即采用純Mg和純Sr為原料，或者采用純Mg、Mg-Sr中間合金為原料，在C02+SF6氣氛保護下，700-85(TC熔煉，經真空精密鑄造制得致密結構Mg-Sr系合金，經機械加工方法制成致密結構的醫用可降解吸收Mg-Sr系鎂合金植入體。所述機械加工方法包括軋制和/或鍛造和/或擠壓和/或快速凝固；
其中，所述軋制步驟為將Mg-Sr系合金鑄錠300-500 °C固溶處理2_20小時，在 400-500°C進行粗軋，道次壓下量為10-15% ;中軋溫度為350-400°C，道次壓下量30-60% ;精軋溫度200-350°C，道次壓下量5-10% ；所述鍛造步驟為將Mg-Sr系合金鑄錠300-500 °C范圍固溶處理2_20小時，然后在 200-400°C范圍內鍛造，鍛造速率不小于350mm/s，鍛造率不小于10% ；
所述擠壓步驟為將Mg-Sr系合金鑄錠300-500°C固溶處理2_20小時，擠壓溫度范圍為 200-400°C，擠壓速度 O. l-30m/min，擠壓比 I(TlOO ；
所述快速凝固為采用高真空快淬系統在Ar氣保護下，加料量2-8g，感應加熱功率 3-7kff,噴嘴與輥間距O. 8mm,噴射壓力O. 05-0. 2MPa，輥輪轉速為500-5000r/min，噴嘴狹縫尺寸IfilmX 8mmX 6mm制成快速凝固薄帶,然后將薄帶破碎成粉末狀,200-350°C真空熱壓
l-24h制成Mg-Sr系合金擠壓坯，然后200-400°C范圍內擠壓，擠壓比10-60。一種醫用可降解吸收Mg-Sr系鎂合金植入體的另一種制備方法，將鎂、鍶，或者將鎂、鍶，與錳、鋯、錫、稀土、釔元素中的一種或幾種作為原料，采用粉末混合燒結法或預合金粉燒結法或自蔓延高溫合成法制成多孔結構Mg-Sr系合金后，加工制成可降解吸收醫用植入體；
所述粉末混合燒結法是所述制備多孔Mg-Sr系合金的原料按照比例配制，混合均勻， 壓制成坯，真空燒結，以2-4°C /min慢速升溫至200_500°C后接著以30°C /min快速升溫，爐冷降溫，得到多孔結構的Mg-Sr系合金；
所述預合金粉燒結法是將所述制備多孔結構Mg-Sr系合金的原料粉末按照要求比例混合后進行高能球磨，隨后預壓制成型，再300-60(TC進行熱處理10-12小時，得到多孔結構的Mg-Sr系合金；
所述自蔓延高溫合成法是將制備多孔Mg-Sr系合金的原料混合壓制成坯，惰性氣體保護下，氣體壓力I X IO3-I X IO5Pa, 200-700°C下點燃進行自蔓延高溫合成，得到多孔結構的 Mg-Sr系合金。為了減緩本發明方法制備的可降解吸收Mg-Sr系醫用植入體的降解速度，上述兩種方法中，均還包括在所述Mg-Sr系合金表面還涂覆有可降解高分子涂層或可降解陶瓷涂層；
所述可降解高分子涂層為聚羥基乙酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、L-聚乳酸(PLLA)、聚己酸內酯(PCL)、聚氰基丙烯酸酯(PACA)、聚對二氧雜環己烷酮、聚酸酐、聚膦腈、氨基酸類聚合物、聚β_羥基丁酸酯和羥基戊酸酯及其共聚物中的一種或多種的任意組合；
所述可降解陶瓷涂層可為羥基磷灰石、含鍶羥基磷灰石、含氟羥基磷灰石、α -磷酸三鈣、β-磷酸三鈣和磷酸氧四鈣中的一種或多種的任意組合。其中，可降解高分子涂層厚度可為0.01-5mm;可降解陶瓷涂層的厚度可為
O.01-5mmo所述涂覆可降解高分子涂層的方法為提拉法和勻膠法；
所述提拉法涂覆可降解高分子涂層是將所述可降解吸收性Mg-Sr系合金進行酸洗， 然后在三氯乙烷等有機溶劑中溶解所述高分子涂層的制備材料，然后將合金在高分子材料膠體中浸涂后勻速拉出進行離心處理，得到涂覆可降解高分子涂層的可降解吸收醫用植入體；
所述勻膠法涂覆可降解高分子涂層是將所述可降解吸收性Mg-Sr系合金進行酸洗，然后在三氯乙烷等有機溶劑中溶解所述高分子涂層的制備材料，將高分子材料膠體滴在合金表面，利用勻膠機高速旋轉使膠體鋪展到合金上形成薄層，干燥以去除多余溶劑，多次涂覆以達到最佳效果。所述涂覆可降解陶瓷涂層的方法為等離子噴涂、電沉積或微弧氧化方法；
所述等離子體噴涂可降解陶瓷涂層所用等離子氣體主氣Ar 30-100scfh，次氣=H2
5-20scfh，噴涂電流400-800A，噴涂電壓40_80V，噴涂距離 100_500mm ；
所述電沉積可降解陶瓷涂層為以醫用植入體為陰極，在含鈣、磷、氟或鍶鹽的電解液中，電流密度O. 5-30mA/cm2，溫度25-85°C，處理10_60min后，清洗干燥得到所述醫用植入體；
所述微弧氧化的方法為將所述醫用植入體Mg-Sr系合金在鈣、磷、氟或鍶鹽的電解液中，200-500V 下氧化 5-30min。本發明的優點及有益效果
本發明所述的可降解吸收Mg-Sr系鎂合金，選用人體必需金屬元素，不含有害或潛在有害元素，其中的合金化元素Sr可促進成骨，抑制骨吸收，從而伴隨Mg-Sr系合金降解而局部釋放的Sr可促進組織愈合。本發明的方法通過成分設計和制備工藝的配合(如擠壓變形或表面涂層)，實現調控醫用植入體的力學性能和降解速度，獲得最佳的力學性能和耐腐蝕性能。以下結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步說明。
圖I為鑄態Mg-xSr合金顯微組織Mg-ISr的顯微組織圖2為鑄態Mg-xSr合金顯微組織Mg-2Sr的顯微組織圖3為鑄態Mg-xSr合金顯微組織Mg-3Sr的顯微組織圖4為鑄態Mg-xSr合金顯微組織Mg-4Sr的顯微組織圖，圖4中的插入圖為鑄態Mg_4Sr 晶界出富Sr析出物的EDS分析；
圖5為軋態Mg-xSr (x=0-4wt. %)合金的典型XRD圖譜；
圖6為軋態Mg-xSr (x=0-4wt. %)合金室溫拉伸性能；
圖7為軋態純Mg合金在Hank’ s模擬體液中浸泡500h的SEM檢測結果；
圖8為軋態Mg-ISr合金在Hank’ s模擬體液中浸泡500h的SEM檢測結果；
圖9為軋態Mg-2Sr合金在Hank’ s模擬體液中浸泡500h的SEM檢測結果，圖中的插入圖為軋態Mg-2Sr腐蝕表面高倍SEM圖10為軋態Mg-3Sr合金在Hank’ s模擬體液中浸泡500h的SEM檢測結果；
圖11為軋態Mg-4Sr合金在Hank’ s模擬體液中浸泡500h的SEM檢測結果，圖中插入圖為軋態Mg-4Sr腐蝕產物EDS分析；
圖12為軋態Mg-xSr (x=0-4wt. %)合金在Hank，s模擬體液中浸泡500h的XRD圖譜； 圖13為軋態Mg-2Sr合金植入小鼠骨髓腔4周后的micro-CT 2D和3D重建圖14為軋態Mg-2Sr合金植入小鼠骨髓腔4周后的組織學分析。
具體實施例方式下述實施例中所用的方法，如無特別說明，均為常規方法。
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下述實施例中所用的百分含量，如無特別說明，均為質量百分含量。實施例I
試驗原料采用純Mg (99. 95wt. %)和Mg-Sr中間合金，按Mg-xSr (名義成分Sr 1%-4%) 配制，在C02+SF6氣氛保護下熔煉。先將純鎂錠在電阻爐中熔化，當溫度升至750°C時加入 Mg-Sr中間合金，待實驗材料充分熔化保溫30min，720°C在C02+SF6混合氣體保護下澆注進行重力鑄造，模具預熱至200°C。采用本發明得到的鑄態Mg-xSr合金顯微組織如圖I、圖2、 圖3、圖4所示。實施例2
合金熔煉工藝同實施例I，將Mg-xSr合金鑄錠加工成6mm厚板材,砂紙打磨至無明顯缺陷，400°C保溫3小時，進行軋制，每道次下壓量O. 2_，每道次回爐10分鐘，最終軋制到
I.2mm厚薄板。將軋態Mg-xSr合金加工成拉伸標準樣,進行室溫拉伸實驗，拉伸速度Imm/ min。采用本發明得到的軋態Mg-xSr合金XRD圖譜如圖5所示，室溫拉伸性能如圖6所示。實施例3
將實施例2中的軋態Mg-xSr合金，線切割制備10X10X2mm3試樣片，水砂紙打磨至 2000#后丙酮、無水乙醇、超聲清洗各5min，干燥后浸泡于Hank’ s模擬體液中，保溫37°C。 浸泡不同時間取出試樣X射線衍射(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)檢測合金表面腐蝕產物。 浸泡10天合金SEM形貌和XRD圖譜如圖7、圖8、圖9、圖10、圖11、圖12。實施例4
將實施例2中制得的軋態Mg_2Sr合金加工成Φ0. 7mm,長5mm的圓棒,打磨至2000#砂紙拋光，環氧乙烷消毒。選擇8只3個月C57BL/6小鼠，隨機分為兩組，每組4只。其中一組麻醉并對左側膝蓋備皮并消毒，股骨遠端鉆直徑為O. 7mm圓孔，將合金棒植入孔內并縫合。 另外一組小鼠左側股骨鉆孔作為空白對照。術后定期觀察沒有發現植入體引起周圍組織發炎等異物反應。術后4周發現成骨反應明顯，骨小梁密度高于對照組，外骨膜和內骨膜成骨均高于對照組。采用本發明得到的軋態Mg-2Sr合金植入小鼠骨髓腔4周后的micro-CT和組織學分析如圖13和14所示。實施例5
試驗原料采用純Mg (99. 95%),Mg-Sr中間合金和純Zn (99. 999%)，在C02+SF6氣氛保護下熔煉。先將純鎂錠在電阻爐中熔化，當溫度升至750°C時加入Mg-Sr中間合金攪拌lOmin， 隨后加入純Zn，待實驗材料充分熔化保溫30min，模具預熱至300°C，720°C在C02+SF6混合氣體保護下澆注進行重力鑄造，制得Mg-Sr-Zn鑄錠。將制得的鑄錠400°C保溫3小時，進行擠壓，擠壓溫度300 V，擠壓比25 :1。取上述方法制得的擠壓態Mg-Sr-Zn合金加工成Φ0. 7mm,長5mm的圓棒，打磨至 2000#砂紙拋光，環氧乙烷消毒，植入3個月C57BL/6小鼠骨髓腔。術后三個月X射線檢查結果沒有發現植入體引起周圍組織發炎等異物反應，Mg-Sr-Zn合金植入體尺寸變小，體積減少30%，降解處均被新骨填充，肝、膽、脾和腎組織切片觀察結果良好。實施例6
將純Mg粉(純度為99. 9%)和純Sr粉(純度為99. 9%)按質量比為97:3的比例，混合均勻，壓制成還，在真空燒結爐(VSF系列(通用型)真空燒結爐，沈陽真空技術研究所沖燒結， 具體燒結的步驟為以2°C /min慢速升溫至300°C后，接著以30°C /min快速升溫至650°C，保溫4h，隨后爐冷降溫，用預合金粉燒結法得到多孔結構的Mg-Sr合金，經排水法測量空隙率為40%，將該多孔結構的Mg-Sr合金經切割制備成尺寸為直徑3mm，高5mm圓柱，即得到醫用植入體-骨組織修復支架。將按照上述方法制備的骨組織修復支架植入體10個，分別利用手術埋植于10只家兔的股骨內，首先用Φ=3πιπι手鉆在家兔股骨處鉆孔后將植入體埋植入股骨，術后注射青霉素鉀15mg/kg，實驗以316L不銹鋼(西北有色金屬研究院)支架作為對照；術后I個月， 通過X光觀察10只家兔股骨處該合金材料由于腐蝕降解體積逐步減小，材料周圍的骨組織修復受損骨且接觸緊密。骨組織修復支架植入體植入3個月完全降解，支架處被骨組織填充，而316L不銹鋼支架周圍組織發炎。實施例7
Mg-Sr-Zn合金骨固定板的制備工藝同實施例5。然后采用酸洗,浸涂、干燥工藝制備 PLLA表面改性骨固定板。具體的制備工藝如下[2]在8 IOml三氯乙烷中溶解0.3 O. 6gPLLA (分子量8(T200kDa)。(3)將酸洗后的合金植入體放入膠體中浸泡IOmin后勻速提拉取出，真空室溫干燥過夜。[ΠΙ環氧乙烷消毒處理，準備待用。將制得的PLLA表面改性Mg-Sr-Zn骨固定板固定于兔子脛骨。術后1、3和6個月觀察未發現植入體引起周圍組織發炎等異物反應。X射線及micro-CT觀察發現隨著植入時間的延長，PLLA逐漸溶解，骨固定板尺寸變小，同時與連接骨處連接緊密。6個月后，植入骨固定板體積減少78%。實施例8
骨固定板的制備工藝同實施例5。用800#，1500#，2000#砂紙打磨骨固定板，以 O. 04M β -甘油磷酸鈉和O. 2Μ醋酸鈣作為電解液，pH l(Tl I，350V制備含鈣、磷微弧氧化層。 將微弧氧化骨固定板置于高壓反應釜，調節PH值為13 14，1301保溫411，烘干即可。具體制備工藝如下骨固定板在pH:l(Tll電解液中350V微弧氧化lOmin。(2)清洗后將樣品置于高壓反應釜中130°C保溫4h。(3]消毒處理，準備待用。將制得的陽極氧化和水熱合成共同表面改性骨固定板固定于狗的股骨中。通過定期的觀察沒有發現植入體引起周圍組織發炎等異物反應。觀察發現隨著植入時間的延長， 表面涂層逐漸與骨融合，骨固定板尺寸變小。10個月后，植入骨固定板完全降解。
實施例9
一種醫用可降解吸收Mg-Sr系鎂合金植入體，按重量百分比計，含有鍶3%，錳I. 4%，錫 O. 8%，釔O. 5%，余量為鎂。Mg-Sr系合金是致密結構。本發明醫用可降解吸收Mg-Sr系鎂合金植入體的制備方法如下將鎂、鍶、錳、錫、釔混合后，810°C熔煉，經真空精密鑄造制得致密結構Mg-Sr系合金，經機械加工方法制成致密結構的醫用可降解吸收Mg-Sr系鎂合金植入體。機械加工方法為擠壓，擠壓步驟為將Mg-Sr系合金鑄錠450°C固溶處理15小時，擠壓溫度范圍為410°C，擠壓速度12m/min，擠壓比1(Γ 00。擠壓好后，還在Mg-Sr系合金表面還涂覆有可降解高分子涂層。可降解高分子涂層為聚羥基乙酸。涂覆可降解高分子涂層的方法為提拉法。提拉法涂覆可降解高分子涂層是將可降解吸收性Mg-Sr系合金進行酸洗，然后在三氯乙烷等有機溶劑中溶解所述高分子涂層的制備材料，然后將合金在高分子材料膠體中浸涂后勻速拉出進行離心處理，得到涂覆可降解高分子涂層的可降解吸收醫用植入體。
實施例10
一種醫用可降解吸收Mg-Sr系鎂合金植入體，按重量百分比計，含有鍶5%，錳1%，鋯 O. 8%，余量為鎂。Mg-Sr系合金是致密結構。本發明醫用可降解吸收Mg-Sr系鎂合金植入體的制備方法如下將鍶、錳、鋯、鎂混合后，720°C熔煉，經真空精密鑄造制得致密結構Mg-Sr系合金，經機械加工方法制成致密結構的醫用可降解吸收Mg-Sr系鎂合金植入體。機械加工方法為鍛造。其中，鍛造步驟為將Mg-Sr系合金鑄錠500°C范圍固溶處理10小時，然后在420°C 范圍內鍛造，鍛造速率不小于350mm/s，鍛造率不小于10%。鍛造好后，還在Mg-Sr系合金表面還涂覆有可降解陶瓷涂層。可降解陶瓷涂層為磷酸氧四鈣。涂覆可降解陶瓷涂層的方法為等離子噴涂。等離子噴涂可降解陶瓷涂層所用等離子氣體主氣Ar 30-100scfh，次氣H2 5-20scfh，噴涂電流400-800A，噴涂電壓40_80V，噴涂距離 100_500mm。
實施例11
一種醫用可降解吸收Mg-Sr系鎂合金植入體，按重量百分比計，含有鍶2%，錳O. 5%，鋯 O. 5%，錫O. 5%，余量為鎂。Mg-Sr系合金是致密結構。本發明醫用可降解吸收Mg-Sr系鎂合金植入體的制備方法如下將鎂、銀、猛、錯、 錫作為原料，采用粉末混合燒結法制成多孔結構Mg-Sr系合金后，加工制成可降解吸收醫用植入體。粉末混合燒結法是將制備多孔Mg-Sr系合金的原料按照比例配制，混合均勻，壓制成還，真空燒結，以4°C /min慢速升溫至500 °C后接著以30 °C /min快速升溫,爐冷降溫, 得到多孔結構的Mg-Sr系合金。粉末混合燒結法所得Mg-Sr系合金表面還涂覆有可降解高分子涂層。可降解高分子涂層為聚羥基乙酸與聚乳酸的組合。
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涂覆可降解高分子涂層的方法為勻膠法。勻膠法涂覆可降解高分子涂層是將可降解吸收性Mg-Sr系合金進行酸洗，然后在三氯乙烷等有機溶劑中溶解所述高分子涂層的制備材料，將高分子材料膠體滴在合金表面，利用勻膠機高速旋轉使膠體鋪展到合金上形成薄層，干燥以去除多余溶劑，多次涂覆以達到最佳效果。
實施例12
一種醫用可降解吸收Mg-Sr系鎂合金植入體，按重量百分比計，含有鍶3%，錳O. 2%，鋯 O. 7%，錫I. 5%，余量為鎂。Mg-Sr系合金是致密結構。本發明醫用可降解吸收Mg-Sr系鎂合金植入體的制備方法如下將鎂、鍶、錳、鋯、 錫作為原料，采用自蔓延高溫合成法制成多孔結構Mg-Sr系合金后，加工制成可降解吸收醫用植入體。自蔓延高溫合成法是將制備多孔Mg-Sr系合金的原料混合壓制成坯，惰性氣體保護下，氣體壓力I X IO3-I X IO5Pa, 700 °C下點燃進行自蔓延高溫合成，得到多孔結構的 Mg-Sr系合金。自蔓延高溫合成法后所得Mg-Sr系合金表面還涂覆有可降解陶瓷涂層。可降解陶瓷涂層為α -磷酸三鈣、β -磷酸三鈣和磷酸氧四鈣的組合。涂覆可降解陶瓷涂層的方法為微弧氧化方法。微弧氧化的方法為將醫用植入體Mg-Sr系合金在鍶鹽的電解液中，300V下氧化 15min。
權利要求
1.一種醫用可降解吸收Mg-Sr系鎂合金植入體，其特征在于按重量百分比計，主要含有鍶0-5%，不包括0，余量為鎂。
2.根據權利要求I所述的醫用可降解吸收Mg-Sr系鎂合金植入體，其特征在于還含有下列微量元素中的一種或幾種，它們為錳、鋯、錫、稀土和釔，按重量百分比計，總量為0-3%，不包括O。
3.根據權利要求2所述的醫用可降解吸收Mg-Sr系鎂合金植入體，其特征在于所述猛含量不大于I. 5%,錯含量不大于I0Zo,錫含量不大于2%,稀土含量不大于2%,乾含量不大于1%。
4.根據權利要求3所述的醫用可降解吸收Mg-Sr系鎂合金植入體，其特征在于所述 Mg-Sr系合金是致密結構或多孔結構。
5.一種醫用可降解吸收Mg-Sr系鎂合金植入體的制備方法，其特征在于將鎂、鍶，或者將鎂、鍶，與錳、鋯、錫、稀土、釔元素中的一種或幾種混合后，700-850°C熔煉，經真空精密鑄造制得致密結構Mg-Sr系合金，經機械加工方法制成致密結構的醫用可降解吸收Mg-Sr 系鎂合金植入體。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于所述機械加工方法包括軋制和/或鍛造和/或擠壓和/或快速凝固；其中，所述軋制步驟為將Mg-Sr系合金鑄錠300-500 °C固溶處理2_20小時，在 400-500°C進行粗軋，道次壓下量為10-15% ;中軋溫度為350-400°C，道次壓下量30-60% ;精軋溫度200-350°C，道次壓下量5-10% ；所述鍛造步驟為將Mg-Sr系合金鑄錠300-500 °C范圍固溶處理2_20小時，然后在 200-400°C范圍內鍛造，鍛造速率不小于350mm/s，鍛造率不小于10% ；所述擠壓步驟為將Mg-Sr系合金鑄錠300-500°C固溶處理2_20小時，擠壓溫度范圍為 200-400°C，擠壓速度 O. l-30m/min，擠壓比 I(TlOO ；所述快速凝固為采用高真空快淬系統在Ar氣保護下，加料量2-8g，感應加熱功率 3-7kff,噴嘴與輥間距O. 8mm,噴射壓力O. 05-0. 2MPa，輥輪轉速為500-5000r/min，噴嘴狹縫尺寸lfilmX8mmX6mm制成快速凝固薄帶,然后將薄帶破碎成粉末狀，200-350°C真空熱壓1-24h制成Mg-Sr系合金擠壓坯，然后200-400°C范圍內擠壓，擠壓比10-60。
7.一種醫用可降解吸收Mg-Sr系鎂合金植入體的制備方法，其特征在于將鎂、鍶，或者將鎂、鍶，與錳、鋯、錫、稀土、釔元素中的一種或幾種作為原料，采用粉末混合燒結法或預合金粉燒結法或自蔓延高溫合成法制成多孔結構Mg-Sr系合金后，加工制成可降解吸收醫用植入體；所述粉末混合燒結法是所述制備多孔Mg-Sr系合金的原料按照比例配制，混合均勻， 壓制成坯，真空燒結，以2-4°C /min慢速升溫至200-500°C后接著以30°C /min快速升溫，爐冷降溫，得到多孔結構的Mg-Sr系合金；所述預合金粉燒結法是將所述制備多孔結構Mg-Sr系合金的原料粉末按照要求比例混合后進行高能球磨，隨后預壓制成型，再300-60(TC進行熱處理10-12小時，得到多孔結構的Mg-Sr系合金；所述自蔓延高溫合成法是將制備多孔Mg-Sr系合金的原料混合壓制成坯，惰性氣體保護下，氣體壓力I X IO3-I X IO5Pa, 200-700°C下點燃進行自蔓延高溫合成，得到多孔結構的Mg-Sr系合金。
8.根據權利要求5-7中任一所述的方法，其特征在于所述方法中，還包括所述Mg-Sr 系合金表面還涂覆有可降解高分子涂層或可降解陶瓷涂層；所述可降解高分子涂層為聚羥基乙酸、聚乳酸、L-聚乳酸、聚己酸內酯、聚氰基丙烯酸酯、聚對二氧雜環己烷酮、聚酸酐、聚膦腈、氨基酸類聚合物、聚β -羥基丁酸酯和羥基戊酸酯及其共聚物中的一種或多種的任意組合；所述可降解陶瓷涂層可為羥基磷灰石、含鍶羥基磷灰石、含氟羥基磷灰石、α -磷酸三鈣、β-磷酸三鈣和磷酸氧四鈣中的一種或多種的任意組合。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于所述涂覆可降解高分子涂層的方法為提拉法和勻I父法；所述提拉法涂覆可降解高分子涂層是將所述可降解吸收性Mg-Sr系合金進行酸洗， 然后在三氯乙烷等有機溶劑中溶解所述高分子涂層的制備材料，然后將合金在高分子材料膠體中浸涂后勻速拉出進行離心處理，得到涂覆可降解高分子涂層的可降解吸收醫用植入體；所述勻膠法涂覆可降解高分子涂層是將所述可降解吸收性Mg-Sr系合金進行酸洗，然后在三氯乙烷等有機溶劑中溶解所述高分子涂層的制備材料，將高分子材料膠體滴在合金表面，利用勻膠機高速旋轉使膠體鋪展到合金上形成薄層，干燥以去除多余溶劑，多次涂覆以達到最佳效果。
10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于所述涂覆可降解陶瓷涂層的方法為等離子噴涂、電沉積或微弧氧化方法；所述等離子體噴涂可降解陶瓷涂層所用等離子氣體主氣Ar 30-100scfh，次氣=H2 5-20scfh，噴涂電流400-800A，噴涂電壓40_80V，噴涂距離 100_500mm ；所述電沉積可降解陶瓷涂層為以醫用植入體為陰極，在含鈣、磷、氟或鍶鹽的電解液中，電流密度O. 5-30mA/cm2，溫度25-85°C，處理10_60min后，清洗干燥得到所述醫用植入體；所述微弧氧化的方法為將所述醫用植入體Mg-Sr系合金在鈣、磷、氟或鍶鹽的電解液中，200-500V 下氧化 5-30min。
全文摘要
本發明涉及一種醫用可降解吸收Mg-Sr系鎂合金植入體及其制備方法。該醫用植入體是有Mg-Sr系合金制成；按重量百分比計，Mg-Sr系合金中鍶含量為0-5%，但不包括0，可能含有少量的微量元素錳、鋯、錫、稀土和釔中的一種或幾種，按重量百分比計總含量不超過3%，余量為鎂。體內和體外試驗證明，本發明Mg-Sr系合金植入體無毒，具備良好的組織相容性，是一種可靠的生物醫用植入材料。
文檔編號C22F1/06GK102580143SQ20121003528
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月17日 優先權日2012年2月17日
發明者李堅, 王利明, 鄭玉峰, 顧雪楠, 黃海生 申請人:浙江海圣醫療器械有限公司