[发明专利]一种生物医用可降解镁合金表面细晶复合层的制备方法及应用

权利要求书

1.一种生物医用可降解镁合金表面细晶复合层的制备方法，其特征在于：采用冷喷涂与搅拌摩擦加工进行制备，具体包括以下步骤：

1)基板处理：将镁合金基板加工到所需尺寸，对沉积面进行打磨处理，除去氧化层，并进行化学清洗；

2)粉体准备：将纳米羟基磷灰石粉末装入冷喷涂设备送粉器；

3)基板固定：将基板安装在冷喷涂设备工作台上，置于冷喷涂喷枪之下；可选择喷枪不动，工作台移动；或者工作台不动，喷枪移动两种方式之一完成喷涂；

4)喷涂基板：设置相应的冷喷涂工艺参数，进行喷涂，得到纳米羟基磷灰石涂层；

5)搅拌摩擦加工：对带有纳米羟基磷灰石涂层的镁合金基板表面进行搅拌摩擦加工，在镁合金表面形成纳米羟基磷灰石-细晶复合组织。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述镁合金基板采用铸态、挤压态或轧制态镁合金，镁合金基板为二元镁合金系、三元镁合金系或多元镁合金系；

其中二元镁合金系包括：Mg-Ca，Mg-Sr，Mg-Zn，Mg-Mn，Mg-Si，Mg-Cu，Mg-RE；

三元镁合金系包括：Mg-Zn-Ca，Mg-Zn-Sr，Mg-Ca-Sr，Mg-Mn-Si，Mg-Y-Zn，Mg-Sr-Cu，Mg-RE-Zn，Mg-RE-Zr；

多元镁合金系包括：Mg-Zn-Ca-X，Mg-Si-Sr-Ca，Mg-Sr-Ca-Ag，其中x为Mn、Sn、Sr或RE。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1)的打磨处理为手工打磨，采用粗糙度为400#、800#、1200#、2000#砂纸依次打磨后所得的粗糙度；使用丙酮和无水乙醇对打磨后的基板依次进行清洗，并用蒸馏水冲洗后，冷风吹干。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2)的纳米羟基磷灰石粉末的粒度为60-200nm，粒子形状为球形。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤4)的冷喷涂工艺参数为：喷涂温度为200～600℃，气体压力为1～5MPa，喷枪移动速度为50～300mm/s，喷涂距离为10～45mm，工作气体为氮气。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤5)的搅拌摩擦加工中的摩擦头规格为：轴肩直径16mm或者24mm，搅拌针直径6mm或者8mm、长度5mm，刀具转速为400～2000r/min，加工速度为100～400mm/min。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述镁合金基板、喷涂的纳米羟基磷灰石涂层的厚度可根据材料本身的腐蚀速率及骨植入医用器件实际所需的降解速率来确定。

8.一种根据权利要求1～7任一权利要求所述的制备方法得到的生物医用可降解镁合金表面细晶复合层的应用，其特征在于：该细晶复合层用于骨科内植入治疗中作为在人体环境下使用的植入材料。