[发明专利]一种可控降解速率的锌基合金及应用

说明书

本发明公开了一种可控降解速率的锌基合金，所述锌基合金为包括质量百分含量为0.01～10％的Zr，其余含量为Zn；或所述锌基合金为包括质量百分含量为0.01～5％的Sn，其余含量为Zn。该锌基合金的力学性能优异、降解速率可调且事宜、生物相容性优异。本发明还公开了提供一种可控降解速率的锌基合金的制备方法，该方法且制备方法简单，便于操作。

技术领域

本发明属于可降解生物金属材料领域，具体涉及一种可控降解速率的锌基合金、制备方法及应用。

背景技术

生物医用金属材料是指用作生物医用材料的金属或合金，这类材料一般具有优良的力学性能和抗疲劳性能，同时具有优良的抗生理腐蚀以及生物相容性，是医用材料中最广泛的承载植入材料。

可降解医用金属材料是在人体生理环境下，降解离子浓度控制在人体可吸收金属离子安全范围内，逐渐腐蚀的生物医用金属材料。开发性能优良的生物医用可降解金属材料是未来生物医用材料的发展方向，有广阔的发展前景。生物医用可降解镁合金在过去二十年受到广泛的关注，不过到目前为止仍没有解决生物医用镁合金降解速度过快的问题，这直接限制了镁在可降解医用金属材料领域的应用。与此同时，铁基合金以其优异的力学性能和耐腐蚀性能，在可降解血管支架领域有所发展。不过，铁基合金也存在需要改进的方面，即需要进一步提高其降解速度。

2010年以来，以锌合金为主的第二代可降解金属材料开始成为研究热点。纯锌的标准电极电位为-0.763V，介于镁和铁之间，降解速率适中。锌合金有比镁合金及铁基合金更为适宜的生物可降解性和良好的生物相容性。

发明内容

本发明的目的是提供一种可控降解速率的锌基合金，该锌基合金的力学性能优异、降解速率可调且事宜、生物相容性优异。

本发明的另一目的是提供一种可控降解速率的锌基合金的制备方法，通过控制制备过程中的工艺参数进而调控所述锌基合金的力学性能和降解速率，且制备方法简单，便于操作。

本发明的另一目的是提供一种可控降解速率的锌基合金在制备生物医用可降解金属植入物中的应用。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的第一实施方式提供了一种可控降解速率的锌基合金，所述锌基合金为包括质量百分含量为0.01～10％的Zr，其余含量为Zn。

锆(Zr)元素在锌合金体系中起到细化晶粒的作用，能够提高锌基合金的力学性能，且少量不会对人体造成伤害，所以Zr的含量对锌基合金的生物相容性和力学性能具有很大的影响。当Zr的含量大于10％时，Zr 对于细化晶粒的作用将会减弱，同时大量的Zr的加入不利于保持合金良好的生物相容性。当Zr的含量在0.01～10％范围内时，随着含量的增加，锌合金保持良好的生物相容性，抗拉强度逐渐提高，但是韧性变差，因此，作为优选，在所述锌基合金中，所述Zr的质量百分含量为0.01～5％，进一步优选，在所述锌基合金中，所述Zr的质量百分含量为0.01％～3％。

作为优选，在所述锌基合金中，还包括质量百分含量为0.01～5％的 Sn。锡(Sn)元素是是人体必要微量元素，Sn的添加会加快锌基合金的降解，通过控制Sn添加量实现对锌合金的降解速度的调控。当Sn的含量大于5％时，锌合金的降解速率过快，不满足生物医用金属材料的需求。当Sn的含量在0.01～5％范围内时，随着含量的增加，锌合金的降解速率会逐渐加快，因此，作为优选，在所述锌基合金中，所述Sn的质量百分含量为0.01～2％，进一步优选，在所述锌基合金中，所述Sn的质量百分含量为0.01～1％。这样制备的锌基合金既具有优良的生物兼容性和力学性能，有具有可控的生物降解速率。

本发明的第二实施方式提供了一种可控降解速率的锌基合金，所述锌基合金为包括质量百分含量为0.01～5％的Sn，其余含量为Zn。

第二实施方式提供的锌基合金具有可控的生物降解速率。