[发明专利]一种生物多孔镁的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物材料制备技术领域，尤其涉及一种生物多孔镁的制备方法。

背景技术

目前金属内固定材料在协助修复或替换已经患病或受损的骨组织方面仍发挥重要作用。金属内固定材料的高比强度和抗断裂韧性的特点，使其适合成为固定装置。常用的骨科内固定材料包括不锈钢、钛、钴-铬合金等。但是，这些金属生物材料在腐蚀或磨损过程中，可能释放有毒金属离子和/或颗粒，导致炎症级联反应，造成生物相容性的减少，导致骨溶解，甚至置入物失败，且其弹性模量与天然骨组织不能很好匹配，形成应力遮挡效应，抑制了新骨形成和重建，降低了置入物的稳定性，还需通过二次手术去除，增加了患者的痛苦及医疗费用。另外，其降解速度难以控制，降解产物易引起无菌性炎症。

镁是一种轻金属，密度约为1.74g/cm³(密度仅为铝合金的2/3，钢的1/4)，抗断裂韧性比陶瓷大的多，与其他常用的金属置入物相比，弹性模量和比强度更接近天然骨，镁离子还能够刺激骨折端硬骨痂的生成、诱导成骨，促进骨折愈合，并刺激软骨生成。另外，镁是许多酶的辅助因子，可稳定DNA和RNA的结构。因此，镁及其合金作为可降解、承载负重的骨科置入物，经过12～18周骨愈合期，仍能保持力学完整性，最终被自然组织所取代，镁合金良好的骨诱导性、可降解性、生物相容性，使其具有了成为骨科内固定材料的潜力。

多孔镁合金是一种类似于泡沫状的金属，其具有高容积孔隙率、低弹性模量及高表面摩擦系数的特性，是一种较好的骨替代材料。在力学性能方面多孔镁合金的弹性模量、抗疲劳特性、摩擦系数与正常骨组织相近；在生物特性方面多孔镁合金表现出良好的生物相容性、抗腐蚀性、骨诱导和再生能力，而有望赶超正在应用的其它金属材料，从而成为骨组织工程新的发展方向。

目前，多孔镁合金较为成熟的制备方法为粉末冶金法，粉末冶金法是将镁粉和发泡剂均匀彻底的混合，所得的混合粉末先采用轧制等压力加工方法制成致密的预制块，然后将预制块进行加热升温，令发泡剂分解，释放的气体使镁预制块膨胀，形成多孔结构。但是，发泡剂经受热分解后会有大量残留物残留在泡沫镁合金中，对镁基体产生腐蚀，同时发泡剂受热分解生成的气体如CO₂等也容易和镁基体发生化学反应，堵塞通孔。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多孔镁合金的制备方法，本发明提供的制备方法没有有害物质的残留，不会使镁合金的性质发生改变。

本发明提供一种多孔镁合金的制备方法，包括以下步骤：

A)将不锈钢丝进行编织，得到不锈钢丝编织体；

B)将熔化的镁合金浇注在所述步骤A)得到的不锈钢编织体上，得到镁合金铸造体；

C)将所述步骤B)中的镁合金铸造体浸入腐蚀溶液中，得到多孔镁合金，所述腐蚀溶液包括混合酸和水，所述混合酸包括HF、H₂SO₄、HNO₃。

优选的，所述不锈钢丝的材质包括铬-镍-锰奥氏体不锈钢、铬-镍奥氏体不锈钢、铁素体马氏体不锈钢、耐热铬合金不锈钢和马氏体沉淀硬化不锈钢中的一种或几种。

优选的，所述不锈钢丝的直径为50～550μm。

优选的，所述镁合金包括镁铝系列合金、镁锌锆系列合金、镁锌系列合金和镁钙系列合金中的一种或几种。

优选的，所述镁铝系列合金包括Mg-Al-Zn合金、Mg-Al-Mn合金、Mg-Al-RE合金和Mg-Al-RE-Li合金中的一种或几种；

所述镁锌系列合金包括Mg-Zn-Zr合金、Mg-Zn合金、Mg-Zn-Mn合金、Mg-Zn-Mn-Ca合金和Mg-Zn-Zr-Y合金中的一种或几种。

优选的，在所述混合酸中，所述HF的体积分数为50～60％；H₂SO₄的体积分数为5～15％；HNO₃的体积分数为35～45％。

优选的，所述混合酸和水的体积比为(2～5)：1。

优选的，所述混合酸和所述步骤B)得到的镁合金铸造体的体积比为(1.5～100)：1。

优选的，所述步骤C)中腐蚀溶液的温度为20～40℃。

优选的，所述步骤B)中的浇注在保护气体气氛下进行。