[发明专利]一种可降解的Zn-Ag系锌合金及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种可降解的Zn‑Ag系锌合金及其制备方法与应用，所述锌合金由Zn元素，Ag元素和微量元素组成；其中Zn元素的质量百分含量为89.85～99.4％，Ag元素的质量百分含量为0.01～10％，微量元素为Fe、Mg、Ca、Sr和Li元素中的一种或多种，所述微量元素的质量百分含量为0.01～0.55％。方法包括：配料后将金属锌加热至熔融后加入金属银，搅拌至金属银熔融后加入微量元素，再经搅拌、静置和浇注，得到锌合金铸锭；对锌合金铸锭进行热处理和保温，最后挤压成型。制得的锌合金具有较高强度和超高塑形，且具有良好的抑菌效果，将其作为可降解医疗器材植入体应用在人体内可进行无毒降解。

技术领域

本发明涉及生物医用材料制备领域，特别涉及一种可降解的Zn-Ag系锌合金及其制备方法与应用。

背景技术

生物可吸收金属被视为革命性的生物医学材料，在过去二十年中，已被广泛研究用于血管和骨科应用。可吸收支架的概念是在重塑期间保持闭塞动脉的开放，并在其机械支架不再需要时进行无害地降解。

目前，镁基，铁基，锌基合金用于生物可降解材料。其中镁基合金虽然降解速率快，但是其力学性能较差，并且腐蚀不均匀。而铁基合金虽然力学性能不错，但是降解速率太慢，没有达到标准值。锌基合金不管是力学性能还是降解性能都介于两者之间，是今后可降解医用材料的发展方向。由于锌基生物可降解材料具有良好的生物降解性和对组织再生的适应性，使得越来越多的人开始研究锌基生物可降解材料。

锌是人体营养中的重要元素，是人体第二丰富的过渡金属元素，在细胞增殖以及免疫和神经系统中起着至关重要的作用。此外，锌在所有六类酶以及几种调节蛋白中起辅助作用。对于婴儿，锌的建议日值从2到3mg/天开始，对于成人，锌的建议日值从8到11mg/天开始。锌还对正常生长、伤口愈合和适当的味觉和嗅觉有积极影响。而且锌(100–150毫克/天)的毒性限值低于镁(375–500毫克/天)。

纯锌及其合金也是一种人体环境下可降解的材料，但应用在医用材料当面仍然存在力学强度不够，降解速率不可控等缺点。中国专利201310756776.1公开了一种人体可吸收的耐蚀高强韧锌合金植入材料，在锌中添加Ce、Mg、Cu、Ca来改善力学性能和调控降解速率，但是制备的锌合金材料塑性较低。

银由于具有很强的抗菌性能，已被人类应用数千年。在人体内具有很高的抗菌活性。它在多种化学状态下保持高抗菌活性，从而有效地杀死一些大多数抗生素无法治疗的超级细菌。据描述，人类银的摄入量为0.4–27毫克/天。数十年来，银一直被用于烧伤和伤口愈合，如今已被恢复到许多不同的医疗应用中。含银材料已成功用作牙科植入物。一些人正在引入银作为生物材料涂层的化合物。许多基于银抗菌性能的研究证实，银离子或纳米颗粒可以杀死粘附在植入物表面的细菌或阻止细菌粘附在植入物表面。

发明内容

本发明提供了一种可降解的Zn-Ag系锌合金及其制备方法与应用，其目的是为了将银作为合金元素加入锌中，提高锌合金的降解速率，增强锌合金的塑性，使得锌合金具有良好的力学性能和抑菌效果。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种可降解的Zn-Ag系锌合金，所述锌合金由Zn元素，Ag元素和微量元素组成；其中Zn元素的质量百分含量为89.85～99.4％，Ag元素的质量百分含量为0.01～10％，微量元素为Fe、Mg、Ca、Sr和Li元素中的一种或多种，所述微量元素的质量百分含量为0.01～0.55％。

本发明还提供一种上述可降解的Zn-Ag系锌合金的制备方法，包括如下步骤：

(1)备料：按可降解的Zn-Ag系锌合金的质量百分比称取金属锌，金属银和微量元素；

(2)熔炼：在500～600℃下将金属锌加热至熔融，再加入金属银，搅拌至金属银熔融后加入微量元素，搅拌后静置，得到熔体；