[发明专利]一种新型多重耐腐蚀的Mg-Zn-Ca-Sn生物医用镁合金制备方法

说明书

本发明涉及一种新型多重耐腐蚀的Mg‑Zn‑Ca‑Sn生物医用镁合金制备方法，其生物医用镁合金首先制备出含有石墨烯的Mg‑Zn‑Ca‑Sn新型医用镁合金材料，然后将其新型复合材料进行塑性变形制备出骨板等医用植入物，最后在其表面镀锌锡复合膜制备出新型双重耐腐蚀的Mg‑Zn‑Ca‑Sn生物医用镁合金。本发明采用了水热化学反应法合成石墨烯，以增强Mg‑Zn‑Ca‑Sn生物医用镁合金的耐腐蚀性，又将石墨烯增强的Mg‑Zn‑Ca‑Sn生物医用镁合金进行塑性变形，进一步增强其耐腐蚀性，采用化学镀膜的方式将骨板进行镀锌锡复合膜，再次增强其耐腐蚀性。本发明以Mg‑Zn‑Ca‑Sn合金为基体，石墨烯为强化相，锌锡复合膜为保护膜，实现Mg‑Zn‑Ca‑Sn生物医用镁合金的多重耐腐蚀性。

技术领域

本发明属于生物医疗外科植入物复合材料制备技术领域，所涉及的是一种新型多重耐腐蚀的Mg-Zn-Ca-Sn生物医用镁合金制备方法。

背景技术

金属镁为第二主族碱土金属元素，具有密度小质量轻的优点。镁资源非常丰富，在地壳的分布方式较多并且大都以化合物的方式存在。镁在能源工业、航空航天、汽车、船舶、生物医疗等领域得到广泛应用，成本较低。

生物医用镁合金密度和弹性模量与人体骨骼最为相近，可以有效避免应力遮挡效应。生物医用镁合金具有良好的生物相容性，其中Mg含量仅次于K是人体内必须的微量元素，骨板在人体内降解释放的Mg²⁺浓度很低，对人体不会造成伤害，而且，Mg具有促进新骨的生成和愈合的功效。生物医用镁合金作为一种多功能材料，对人体无任何毒副作用，并且具有理想的生物促生作用。生物医用镁合金为病人减轻痛苦和经济负担，是一种很好的医疗材料。传统的生物医用材料具有不可降解性，作用于在人体内需要服药抵抗，对人体造成二次伤害，因此近年来生物医用镁合金被广大研究者重视，逐渐进入人们的视野。

石墨烯作为生物医用材料在生物支架、肿瘤治疗、药物运输、生物传感等方面应用广泛，石墨烯与生物医用镁合金材料相结合，不仅增强其力学性能和耐腐蚀性能，而且改善了石墨烯疏水性、生物相容性差的缺点，更有利于细胞的粘附与增值，极大提高了石墨烯材料的生物相容性。

锌和锡也是人体必需的营养元素。锌主要存在于人体肌肉和骨骼中，具有很好的相容性、屈服强度和耐腐蚀性，可以有效降低生物医用镁合金在人体中的析氢速率，在镁合金中具有强化晶粒的作用。锡对人体内蛋白质和核酸的合成有促进作用，在生长发育中至关重要。锡可以形成氧化膜，有很好的耐腐蚀性，增强生物镁合金耐腐蚀性。在生物医用镁合金材料表层镀锌锡复合膜进一步增强了材料的耐腐蚀性，有效降低材料制品在人体内的降解速率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有生物医用材料的不足而提供一种新型多重耐腐蚀的Mg-Zn-Ca-Sn医用生物镁合金制备方法，该方法采用水热化学反应法制备石墨烯，以Mg-Zn-Ca-Sn医用生物镁合金为基体，熔入石墨烯形成石墨烯强化相增强该合金的力学性能和耐腐蚀能力；将制备的镁合金进行热挤压变形进一步细化晶粒增强其耐腐蚀能力；冷变形后的板条状镁合金材料按照国家医用器械标准精加工成医用骨板，并采用化学镀膜的方式将骨板镀锌锡复合膜，起到更好的防腐作用。实现Mg-Zn-Ca-Sn生物医用镁合金双重耐腐蚀能力。

一种新型多重耐腐蚀的Mg-Zn-Ca-Sn生物医用镁合金制备方法，包括以下步骤：

(1)称量1.5g的葡萄糖，在50ml反应釜聚四氟乙烯内胆加入10ml去离子水溶解，利用玻璃棒搅拌均匀；

(2)缓慢注入10ml浓硫酸，同时利用玻璃棒持续搅拌均匀，而溶液的颜色从最初的无色变为黄色，最后变成黑色；

(3)把内胆置于金属反应釜釜体内，盖密严实，放入干燥箱；

(4)设置反应时间180min和反应温度200℃，进行水热化学反应合成蓝色荧光石墨烯量子点；