[发明专利]一种改性医用镁合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性医用镁合金材料，所述医用镁合金材料从内到外依次包括镁基金属材料、具有微纳结构的陶瓷涂层、脂溶性调控涂层和生物可降解的高分子涂层。本发明还公开了改性医用镁合金材料的制备方法。本发明根据对镁基金属材料的预处理，调控其表面的微纳结构，同时利用不同长链烷基分子调控其表面的脂溶性，最终提高其表面可降解高分子涂层的粘附力和质量，使这种具有组合涂层的医用镁基金属材料成为理想的骨折植入材料。

技术领域

本发明涉及生物医学与材料工程的交叉领域，具体涉及一种改性医用镁合金材料及其制备方法。

背景技术

目前在治疗骨折、矫形及移植手术中，一般采用的内固定拉力螺钉为钛合金及不锈钢材质。这些高密度金属材料在CT/MRI造影检查过程中会产生不可避免的伪影，最终影响医生对影像图片信息的读取和治疗方案的制定。此外，由于上述金属材料在体内不可降解，因此在骨折愈合后需要二次手术取出，增加了病人的经济和生理负担。

现有骨科可降解材料如：聚乳酸(polylactic acid，PLA)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(poly(lactic-co-glycolic acid)，PLGA)、羟基磷灰石(HA)、磷酸三钙(TCP)等体内可降解材料，但存在以下问题：①体内完全降解时间较长，通常需要3年以上；②由于上述可降解材料及材料复合物密度低于骨组织或非常接近骨组织，X线、CT和MRI检测时很难区分材料与骨组织的界限，导致医生读取影像信息困难；③上述材料及材料复合物力学强度远低于金属材料，在手术过程中极易碎裂，导致固定骨折效果不佳。

为了解决现有骨科可降解材料的不足，镁基金属材料成为这些材料的最具有潜力的替代品，其具有较快的降解速率，较高的力学强度、接近自然骨的密度以及全降解产物无毒性等特征。但镁基金属材料直接用于骨科植入仍需要解决如下问题：(1)镁合金可控降解速率，在骨折固定后三个月内保持较低的降解速率，尤其在植入第一个月内需要保持1/10以下的降解速度，其目的在于保证镁合金螺钉在3-6个月内具有足够的力学强度和骨折固定的稳定性。同时，缓慢降解产生的氢气和OH-在局部可以完全代谢，以及低浓度镁离子具有更好的生物活性。(2)表面涂层改性成为实现上述目的重要技术，但结合临床转化的要求，新型涂层需要满足以下要求：①良好的生物安全性和生物相容性；②涂层与镁合金表面足够强度的黏合力，能够抵抗在手术过程中的磨损和掉落；③涂层本身在体内的可降解性，在3-6个月内涂层自身逐渐降解，暴露出镁合金基体，以利于镁合金材料的降解。

发明内容

发明目的：本发明的目的是克服现有临床内固定材料的不足，以及克服现有医用镁基金属材料的过快腐蚀性，本发明所要解决的技术问题是提供了一种改性医用镁合金材料的制备方法，该方法修饰的医用镁基金属材料具有可控的降解速率，较高的涂层粘附力以及安全的降解产物。

本发明还要解决的技术问题是提供了一种改性医用镁合金材料及其应用。

为了解决上述技术问题，本发明采取了如下的技术方案：一种改性医用镁合金材料，所述医用镁合金材料从内到外依次包括镁基金属材料、具有微纳结构的陶瓷涂层、脂溶性调控涂层和可降解的高分子涂层。

其中，所述镁基金属材料包括镁铝合金或镁稀土合金中的一种或两种。

本发明内容还包括所述的改性医用镁合金材料的制备方法，包括以下步骤：

1)通过在镁基金属材料表面进行预处理得到具有微纳结构的陶瓷涂层；

2)在具有微纳结构的表面加入长链烷基分子制备脂溶性调控涂层；

3)在脂溶性调控涂层表面加入可降解高分子制备可降解的高分子涂层；

4)利用真空热处理去除残余溶剂即得改性医用镁合金材料。

其中，步骤1)中所述的预处理方法包括碱活化处理和高温高压水热处理。