[发明专利]一种镁基生物合金材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种镁基生物合金材料的制备方法，该方法采用真空烧结技术，以Ca、Zn、Ti、Ni、Mn、Ag、Mo、Mg为原料，经过一定的烧结过程烧结得到镁基生物合金材料。该方法制备过程过程简单易于产业化；原材料获得容易且不需要经过特殊处理；产物具有良好的力学性能、生物活性和抗菌性能，可作为医用材料推广使用。

技术领域

本发明属于生物医用材料制备技术领域，具体涉及一种镁基生物合金材料的制备方法。

背景技术

生物医用材料指具有特殊性能、特种功能、应用于人工器官、外科修复等医用领域而对人体组织不会产生不良影响的一类材料，主要包括生物医学金属材料、生物医学高分子材料、生物陶瓷材料和生物医学复合材料以及生物医学衍生材料。

金属材料应用较早，目前仍然广泛应用于修复骨骼、关节、牙齿等，不锈钢最早被应用于临床医学中，后来出现了Co-Cr合金，但上述合金在人体环境中比较容易发生腐蚀，溶出Ni、Cr、Co等元素对人体有毒副作用，此外不锈钢的弹性模量约为210GPa，钴基合金的弹性模量约为240GPa，远高于人体骨约20-30GPa的弹性模量，使用过程中会造成材料和骨的界面处松动，影响植入器件的功能，或者造成应力屏蔽，引起骨组织的功能退化或吸收，而弹性模量过低，则在应力作用下会造成大的变形，起不到固定和支撑作用，导致植入失败。

上述材料由于不可降解特性，其存在会让患者痛苦不堪，例如金属心血管支架植入后长期存在会诱发炎症和血管内膜增生等。因此能够生物降解的医用可降解材料成为植入材料未来研究与发展方向，而与人体骨骼密度最为接近的镁合金有着独特的优势，其易加工成型，具有良好的力学和生物降解功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的镁基生物合金材料的制备方法，该方法制备得到的镁基生物合金材料力学性能优良、具有良好的生物相容性和抗菌能力。

为了实现本发明的目的，通过大量试验研究并不懈努力，最终获得如下技术方案：一种镁基生物合金材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)按比例称量各原料粉末，其中各原料的比例为Ca4-12wt％、Zn5-15wt％、Ti1-5wt％、Ni3-10wt％、Mn1-8wt％、Ag0.4-2.5wt％、Mo0.2-1.0wt％，余量为Mg，将其放入行星球磨机中，在惰性气体保护下进行机械合金化；

(2)将得到的合金粉末进行高温烧结，具体为：将步骤(1)所得合金粉末投入高温真空熔炼炉中，真空熔炼炉内压强低于500Pa，先以15-30℃/min速率升温至600-780℃，保温3-6h，再以5-10℃/min速率升温至1100-1350℃，保温1-3h，之后保持真空直至冷却至室温，得到镁基生物合金材料。。

优选地，如上所述镁基生物合金材料的制备方法，步骤(1)中各原料比例为Ca6-10wt％、Zn8-12wt％、Ti2.5-5wt％、Ni5-8wt％、Mn3-6wt％、Ag1.0-1.8wt％、Mo0.5-0.7wt％，余量为Mg。

优选地，如上所述镁基生物合金材料的制备方法，步骤(1)中各原料比例为Ca8wt％、Zn10wt％、Ti4wt％、Ni7wt％、Mn5wt％、Ag1.5wt％、Mo0.6wt％，余量为Mg。

优选地，如上所述镁基生物合金材料的制备方法，步骤(1)中各原料粉末平均粒度≤300μm。

优选地，如上所述镁基生物合金材料的制备方法，步骤(1)中球磨时将粉末用无水酒精密封并抽真空，之后充入氩气，反复吸-冲气3-4次，之后进行球磨，球磨时间15-30h。

优选地，如上所述镁基生物合金材料的制备方法，球磨结束后，将所得酒精与粉末的混合物置于真空干燥箱中进行低温干燥。