[发明专利]生物可降解Mg-Gd-Zn-Ag-Zr系镁合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种医用合金及其制备方法，特别是一种用于生物可降解植入材料领域的合金及其制备方法。

背景技术

目前临床应用的骨科植入材料主要是不锈钢和钛合金材料。但是不锈钢和钛合金都是生物惰性材料，在体内不可降解，并容易产生可溶性离子，易引起生物毒性、局部过敏或炎症；骨愈合后需要二次手术将植入材料取出，增加了患者的痛苦、心理和经济负担。另外，不锈钢和钛合金的弹性模量远远高于人骨的弹性模量，对局部骨组织产生很大的“应力遮挡”效应，可能导致自然骨功能退化甚至萎缩的可能。而作为血管内支架，由于其不可降解性，且无法二次手术取出，支架永久存在于血管内，不可避免地存在着持续性机械牵拉、异物炎性反应等弊端，导致血管内膜增生、再狭窄、晚期血栓等问题。

为解决上述问题，现有技术中也有采用生物可降解的材料制造相应骨固定器材的技术方案，例如中国专利数据库中公开的如下专利技术：生物可降解的镁合金及其用途，申请号：200780024694.0，申请日：2007-04-29，公开日：2009-07-15，该合金组合物包含： 至少90％重量的镁； 1. 5％重量到5％重量的钕； 0. 1％重量到4％重量的钇； 0. 1％重量到1％重量的锆；和 0. 1％重量到2％重量的钙，该组合物不含锌。

 现有技术中，还有一种医用可吸收Mg-Zn-Mn-Ca镁合金，其申请号：200810012384.3，申请日：2008-07-18，公开号：CN101629260，公开日：2010-01-20；该镁合金含有(重量%):锌(Zn)1.0～5.0%，锰(Mn)0.2～2.0%，钙(Ca)0.1-3.0%，镁(Mg)余量。

上述两种镁合金均具有一定的生物相容性和力学性能，可制成骨固定器械如骨钉、骨板等。其不足之处在于：该镁合金目前不能用于血管支架，其一是，镁的降解速率过快，且容易出现局部降解不均匀的问题；其二，是延展性不够好，二次成型不易。因此，必须开发低降解速率且均匀降解的生物可降解镁合金材料。

发明内容

本发明的目的是针对当前镁合金存在腐蚀速率过快、不均匀腐蚀及延展性差的问题，提供一种生物可降解Mg-Gd-Zn-Ag-Zr系镁合金，使其能制成血管内支架，在生物体内均匀降解，腐蚀速度适当。

本发明的目的是这样实现的：一种生物可降解Mg-Gd-Zn-Ag-Zr系镁合金，由Gd、Zn、Ag 、Zr和Mg组成，其中，各组分的重量百分含量为：Gd 5～10%，Zn 0.5～3%，Ag 0.1～1%，Zr 0.1～1%，余量为Mg。

本发明还提供了一种生物可降解Mg-Gd-Zn-Ag-Zr系镁合金的制备方法，包括以下步骤：

(1) 熔炼：

将如下原料加入熔炼炉中进行熔炼：  

Gd采用Mg-Gd中间合金，Zn采用纯锌，Ag采用纯银，Zr采用Mg-Zr中间合金，余量的Mg采用纯镁；上述原料在保护气体环境下熔炼后，铸造成Mg-Gd-Zn-Ag-Zr系镁合金铸锭；

（2）均匀化处理：

将步骤（1）获得的Mg-Gd-Zn-Ag-Zr系镁合金铸锭在480～550 ℃下保温6～24小时；

（3）将均匀化处理后的Mg-Gd-Zn-Ag-Zr系镁合金在250～350 ℃保温1～3小时后进行挤压或轧制变形。

上述步骤（1）的原料中， Mg-Gd中间合金中Gd的质量百分含量为20～50%，Mg-Zr中间合金中Zr的质量百分含量为20～50%。采用中间合金，其物态稳定，制造方便，可降低成本。

步骤（1）中所述保护气体为六氟化硫和二氧化碳的混合气体，六氟化硫和二氧化碳的体积比为（1:20）～（1: 5）。可避免熔炼时的氧化。

上述步骤（3）之后，还可以有进一步的固溶处理，将挤压或轧制变形的Mg-Gd-Zn-Ag-Zr系镁合金在400～480 ℃下保温3～20小时固溶处理，再水冷或油冷至室温。使合金中各种相充分溶解，强化固溶体，并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工或成型。