[发明专利]一种可降解的锌合金材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及可降解的材料领域，具体涉及一种可降解的锌合金材料及其制备方法 和应用。

背景技术

鼻腔问题是日常生活中多发病之一，尤其现在鼻腔类疾病不仅种类多而且反复发 病率高，病发人群年轻化趋势明显。目前已进入临床阶段的鼻腔支架材料主要是不锈钢、镍 钛合金。不锈钢鼻腔支架在临床应用中存在的主要不足是其有效率低，主要原因是不锈钢 的生物相容性差、导致人体组织内膜增生，且取出时对人体造成二次伤害。

针对上述问题，“生物可降解材料”的概念被提出。目前临床应用的生物可降解材 料主要包括有机高分子材料和生物活性陶瓷材料，但这类可降解材料仍然存在明显的缺 陷：生物高分子材料力学性能过低，降解产生的酸性环境会引发炎症；生物陶瓷材料的塑性 及弹性均较差。新一代具有生物可降解特性的医用金属材料的出现则弥补了传统生物可降 解材料的缺陷。

当前国内可降解金属研究主要集中于生物可降解镁合金和铁基合金。如中国发明 专利(公开号CN104755644A)公开一种合金和具有基于此类合金的三维结构的植入物。所 述合金包括单相MgZn合金，所述单相MgZn合金包含2.0重量％的Zn到6重量％的Zn，具有少 于0.001重量％的一种或多种其它元素，其中其余部分为Mg。中国发明专利(CN 105143483A)公开一种合金和一种具有基于此类合金的三维结构的植入物。该合金包括 MgZnCa合金，该MgZnCa合金包含惰性比Mg基质合金的惰性小的纳米沉淀物，并具有在0.1重 量％的Zn至2重量％的Zn的范围内的Zn含量以及在0.2重量％至0.5重量％的范围内的钙含 量，并具有一种或多种其它元素，其中其余部分为镁。

然而镁合金降解速度过快，影响其生物相容性和在使用过程中的力学性能，而铁 基合金降解速度过慢，会引发一系列与生物惰性材料类似的不良反应。目前可降解镁合金 心血管支架、骨钉均已进入临床试验阶段，但其降解速度快、降解产物难以吸收等不利因素 限制了其应用前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，提供一种新型生物可降解锌合金材料，该材料具备 较好的力学性能、机械加工性能、生物相容性以及适宜的生物降解速率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种可降解的锌合金材料，其中，所述的锌合金材料包括如下各组分：

镁0.5～3wt％，

钙0.1～1wt％，

余量为锌。

上述的锌合金材料是一种新型的可降解金属基生物材料。与目前研究较多的铁基 生物材料和镁基生物材料相比，锌基生物材料在鼻腔环境中具有适宜的降解速率，可在服 役期内保证足够的力学性能，并在服役期结束之后，逐步降解，不需要病愈后取出支架。锌 是人体必需的微量元素之一，锌基生物材料降解之后可被人体吸收，不会对身体造成伤害。

通过Mg含量的调整，使锌合金材料形成较简单的双相组织，从而使锌合金材料具 有较高的抗拉强度和延伸率，通过Ca含量的调整，结合相应的热处理和冷拔工艺，使锌合金 材料在加工过程中形成弥散的强化相，从而使锌合金材料的抗腐蚀性能提高，尤其是长时 间浸泡腐蚀后的抗拉强度。

作为优选，所述的各组分：

镁0.8～1.5wt％，

钙0.12～0.2wt％，

余量为锌。

当锌合金材料含有的Mg的质量百分比在0.8～1.5％时，对锌合金材料的晶粒细化 和固溶强化作用增强，Ca质量百分比在0.12～0.2时，对锌合金材料的弥散强化作用增大， 得到综合性能优良的可降解的锌合金材料。

进一步优选，所述的各组分：

镁1.0wt％，

钙0.16wt％，

余量为锌。

当锌合金材料含有的Mg的质量百分比在1％时，对锌合金材料的晶粒细化和固溶 强化作用最强，Ca质量百分比在0.16％时，对锌合金材料的弥散强化作用最大，得到综合性 能优良的可降解Zn合金。

作为优选，所述的可降解的锌合金材料为直径为0.2～0.5mm的丝材。当丝材直径 为0.2～0.5mm时，此时的锌合金材料的强度以及弹性非常适于制备医用植入器械。尤其适 合鼻梁支架，具有较高的抗拉强度和一定的延伸率。

本发明还提供一种可降解的锌合金材料的制备方法，包括如下步骤：