[发明专利]一种含介孔二氧化硅的生物镁合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含介孔二氧化硅的生物镁合金及其制备方法；属于植入体设计制备技术领域。所述生物镁合金包括镁合金基体和介孔二氧化硅；所述介孔二氧化硅为纳米级别的介孔二氧化硅。其制备方法为：通过球磨活化和混料后，采用SLM技术制备得到含介孔二氧化硅的生物镁合金。本发明成分和结构设计合理，所设计和制备的生物镁合金的降解速度、生物矿化能力适合人体需求，便于大规模的应用。

技术领域

本发明涉及一种含介孔二氧化硅的生物镁合金及其制备方法；属于植入体设计制备技术领域。

背景技术

生物镁合金具有与人体骨骼相近的密度和弹性模量，能够有效缓解因植入物与人体骨力学性能不匹配引起的应力遮挡效应。同时，其在人体环境中可逐渐降解，产生的镁离子是人体必需的生物元素，能够被人体及时吸收而不产生副作用。生物镁合金还具有良好的生物相容性、骨诱导特性和机械性能，是一种非常有潜力的可降解植入材料。但是，镁合金在人体中降解过快，导致植入体在骨组织尚未完全修复前就失去了机械完整性，而且腐蚀过程中产生的过量氢气会导致植入体和骨组织之间的连接松动。因此，如何提高生物镁合金的耐腐蚀性能成为其在骨修复中应用的关键。

介孔二氧化硅是一类具有独特介孔通道的新型无机生物材料，其比表面积和孔的总体积分别高达1000㎡·g^-1和1.1m3·g^-1。其在药物输送、靶向给药系统、基因传染、组织工程等生物领域已广泛的应用。然而目前关于介孔二氧化硅提高生物镁合金耐腐蚀性能的研究很少，其可能是由于现有研究局限于采用粉末冶金、熔炼-浇铸等工艺制备生物镁合金，制备过程中温度高、保温时间长，介孔二氧化硅在长时间的高温作用下可能会出现孔壁坍塌，造成介孔结构的破坏。因此，将介孔二氧化硅作为第二相有效复合到生物镁合金中是一大挑战。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，首次尝试将介孔二氧化硅作为第二相有效复合到生物镁合金中，得到了降解速度、生物矿化能力适合人体需求的含介孔二氧化硅的生物镁合金及其制备方法。

本发明一种含介孔二氧化硅的生物镁合金；所述生物镁合金包括镁合金基体和介孔二氧化硅；所述介孔二氧化硅为纳米级别的介孔二氧化硅。

本发明一种含介孔二氧化硅的生物镁合金；所述生物镁合金中介孔二氧化硅的含量为1.5-8.5wt％、优选为2.8-6.2wt％、进一步优选为5wt％。在应用时，介孔二氧化硅的用量根据病人的骨密度以及其他条件参数进行调整。当然，当介孔二氧化硅的含量为5wt％，其力学以及耐腐性能是比较优越的。

本发明一种含介孔二氧化硅的生物镁合金；所述介孔二氧化硅为SBA-15纳米介孔二氧化硅。

本发明一种含介孔二氧化硅的生物镁合金；所述镁合金基体为Mg-Al-Zn合金基体。

本发明一种含介孔二氧化硅的生物镁合金的制备方法；包括下述步骤：

步骤一

按设计比例配取介孔二氧化硅粉末和镁合金基体粉末；在在六氟化硫(SF₆)和二氧化碳(CO₂)气体或氩气的保护下，在球磨机中以转速350～450r/min球磨2～5小时，优选为400r/min球磨3小时，球磨后得到均匀分散的介孔二氧化硅/镁合金混合粉末；

步骤二

以步骤一所得混合粉末为原料；在保护气氛下，通过选择性激光熔化技术制备得到含介孔二氧化硅的生物镁合金；选择性激光熔化时，控制激光功率为65-120W、优选为82-105W、进一步优选为100W，扫描速度为100-200mm/min、优选为125-175mm/min、进一步优选为150mm/min，光斑直径为60-150μm、优选为85-120μm、进一步优选为100μm，扫描间距为35～115μm、优选为62-100μm、进一步优选为80μm，铺粉厚度为150～240μm、优选为170-230μm、进一步优选为200μm。