[发明专利]一种可吸收铁合金及其应用

说明书

本发明的目的在于提供一种可吸收铁合金，其特征在于，按重量百分含量计，其化学成分为：V:0.1‑10％，Cr:0.1‑5％，Zn:0.1‑3％，Mn≤1％，Cu≤0.5％，Si≤0.5％，Se≤0.3％，C≤1％，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明在合金设计过程中充分考虑了铁元素吸收过程中对其他微量元素及组织的影响，具有优良的力学性能和生物相容性，可用于心血管支架、骨科及其它需要可吸收材料的领域。

技术领域

本发明属于金属生物材料领域，特别提供一种可吸收铁合金及其应用。

背景技术

现有的医用金属材料如3i6L不锈钢、钛合金、钴基合金等，均是惰性材料，在人体环境中可以长期存在，不能降解或被人体完全吸收。可降解高分子材料或可降解陶瓷材料已经在临床获得较好的应用，但是可降解金属材料还处于研究阶段。目前可降解(可吸收)金属主要是镁合金、铁合金和锌合金等，其中铁合金以其优异的综合性能及可吸收性，逐渐引起了材料科学工作者和临床医生的兴趣。

铁合金具有如下优势:1、铁是人体内的一种重要微量元素，其在成年女性和男性体内的含量分别约为35mg/kg和45mg/kg。成人每日铁的需要量为1mg/kg左右，我国建议的铁供应量为10mg/kg以上。铁元素广泛参与人体内的新陈代谢过程，包括氧的运输、DNA的合成、电子的传递。2、铁本身就是一种易腐蚀的金属材料，腐蚀产生的铁离子可以被人体吸收，而且铁合金的腐蚀速率可以通过合金化和表面处理进行调整。3、铁合金有相对优异的力学性能，相对于可吸收的镁合金和锌合金，铁基合金的力学性能最好，特别是其具有良好的塑性，可以用于血管支架的加工。4、铁合金具有较高的密度，x射线成像效果较好，便于后期随访观察。

目前铁合金研究主要集中在纯铁以及铁锰、铁锡，铁钴，铁铝，铁钨，铁碳，铁硫，铁钯，铁硼，铁铂等二元合金和铁锰碳，铁锰硅和铁锰锌等三元合金上，部分研究则集中在铁合金的表面处理上。由于铁合金腐蚀速度较慢，目前的研究主要集中在提高铁合金的腐蚀速度上，但是很少有研究者考虑到铁合金大量吸收过程中可能产生隔室封闭效应或拮抗作用，以及对其他微量元素或组织的影响。

发明内容

本发明提供了一种可吸收铁合金，在合金设计过程中充分考虑了铁元素吸收过程中对其他微量元素及组织的影响，具有优良的力学性能和生物相容性，可用于心血管支架、骨科及其它需要可吸收材料的领域。

本发明技术方案如下：

一种可吸收铁合金，其特征在于，按重量百分含量计，其化学成分为：V:0.1-10％，Cr:0.1-5％，Zn:0.1-3％，Mn≤1％，Cu≤0.5％，Si≤0.5％，Se≤0.3％，C≤1％，余量为Fe及不可避免的杂质。

铁是人体重要的微量元素，一般认为体内的铁几乎全部都与蛋白质结合，铁代谢是在一个能极有效地再利用体内铁的封闭循环中进行以维持稳态，并维持几乎所有铁在与蛋白质结合的隔离态。但是，在许多情况下可以释放出游离铁离子，游离铁离子或其小分子配合物促进炎症的发生，而且解脱隔室封闭的游离的铁离子能够催化自由基反应。而锌能够对抗铁的有害作用，因此本发明可吸收铁合金中锌是不可缺少的，同时锌也是人体必需的微量元素，考虑到锌增强人体免疫力等生理作用以及在铁合金中对力学性能的强化和对腐蚀性能的调整作用，本发明铁合金中锌含量控制在0.1-3％。

锰也是人体重要的微量元素，是超氧化歧化酶的重要成分，能够促进消除铁诱发的自由基或其它自由基，锰也可以促进骨骼的生长发育以及改善机体的造血功能等。另外本发明铁合金中锰的加入是考虑到过多的铁吸收对锰吸收的干扰，适当的添加锰元素，以保证可吸收铁合金新陈代谢过程中的元素平衡。综合锰和铜在铁合金中对合金强度和耐蚀性的调整作用，本发明中锰含量控制在1％以下。