[发明专利]一种医用锌合金材料及制备方法

说明书

本发明提供了一种医用锌合金材料及制备方法，属于合金材料成型技术领域，包括化学组分按质量百分比计包括0wt％‑10wt％Fe，0.1wt％‑1.0wt％Ca，0wt％‑1.0wt％Li和其余的Zn。本发明提供的一种医用锌合金材料及制备方法，Zn、Fe、Ca和Li均为可降解元素，且对人体有利无害，通过调节Fe元素在合金内的成分，控制合金的强度和降解速率，实现该医用锌合金强度和降解速率的兼顾，从而满足医用的不同功能。

技术领域

本发明属于合金材料成型技术领域，更具体地说，是涉及一种医用锌合金材料及制备方法。

背景技术

随着我国人口老龄化加速演进，冠心病已成为影响我国人民群众健康的常见疾病。由于治疗过程创伤小、治疗效果显著，利用微创手术经皮植入冠状脉动脉支架(PCI)逐渐替代传统的搭桥手术，成为冠心病治疗的首选方法。2015年PCI手术量已达55万例，冠状脉动脉支架(心脏支架)作为一种高值医疗耗材，国内市场规模在持续快速增长。

传统的冠状动脉支架制造材料为医用级不锈钢(316L)或者钴铬合金，材料性质稳定、植入人体后不降解。患者一经PCI手术植入，体内便终身携带所植入的支架，且需要终身服用抗凝药物以压制支架植入带来的不良反应。此外，金属支架由于长期存在体内也可能造成晚期血栓、血管瘤等不良事件，成为安全隐患。

开发可降解材料代替传统的不锈钢和钴铬合金是未来冠状动脉支架发展的基本趋势。锌是人体维持生理活动必需的元素，WHO建议成人每日食物锌的摄入量为12-16mg，美国营养委员会推荐成人每日15mg，妊娠期每日20mg，哺乳期每日25mg，这与一枚冠脉支架重量相当(15mg-40mg)。因此锌作为人体植入材料是安全的。Patrick K.Bowen曾将纯锌制成细丝植入鼠腹主动脉，观察到纯锌在动物体内的降解情况：前3个月降解速率较低，第4个月开始降解，6个月时间降解约30-40％。该研究揭示了锌作为一种可降解材料制造心脏冠状动脉支架的潜力。然而纯锌的抗拉强度在20-60MPa，延伸率在2-8％之间，不能满足作为支架的要求,需要使用锌为基体材料，添加其他金属元素形成锌合金，但目前的锌合金材料很难兼顾强度(保证支架的基本使用要求)，降解速率及降解物对人体无害的多方需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种医用锌合金材料，旨在解决利用锌合金制成支架后，难以满足兼顾强度、降解速率和降解物无副作用等多方面需求的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种医用锌合金材料，化学组分按质量百分比计包括0wt％-10wt％Fe，0.1wt％-1.0wt％Ca，0wt％-1.0wt％Li和其余的Zn。

作为本申请另一实施例，所述医用锌合金材料的化学组分按质量百分比计包括0wt％-1.0wt％Fe，0.1wt％-1.0wt％Ca，0wt％-1.0wt％Li和其余的Zn。

作为本申请另一实施例，所述医用锌合金材料的化学组分按质量百分比计包括1.0wt％-10wt％Fe、0.1wt％-1.0wt％Ca和其余的Zn。

作为本申请另一实施例，所述Zn、Fe、Ca和Li金属材料的纯度要求大于99.99％。

本发明提供的一种医用锌合金材料的有益效果在于：与现有技术相比，本发明一种医用锌合金材料，本发明一种医用锌合金材料的制备方法，Zn、Fe、Ca和Li均为可降解元素，且对人体有利无害，通过调节Fe元素在合金内的成分，控制合金的强度和降解速率，实现该医用锌合金强度和降解速率的兼顾，从而满足医用的不同功能。

本发明的还提供了一种医用锌合金材料的制备方法，包括以下步骤：

Zn和功能金属材料在惰性气体保护下制备金属液，压铸成型并冷凝制成合金坯料；

对合金坯料采用两次自由锻处理，初次自由锻后，对合金坯料进行锻后余热退火处理；

对锻造后的合金坯料进行挤压成型。