[发明专利]一种组织再生的可吸收镁合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种组织再生的可吸收镁合金及其制备方法，属于医用材料制备技术领域。其特征在于，以该镁合金的总重量为100%计，其成分组成包括：铝：10‑20%，锌：10‑30%，锰：0.5‑10%，二氧化钛：1‑10%，石墨烯：15‑20%，余量为Mg。本发明进一步改进和扩大了可吸收镁合金修复系统的应用范围和性能，所得镁合金延展性良好，可根据不同的临床使用特点，设计为不同的形状，同时兼具优良的抗菌性能和生物相容性。

技术领域

本发明涉及一种组织再生的可吸收镁合金及其制备方法，属于医用材料制备技术领域。

背景技术

用于人体硬组织修复或替换的外科植入材料，在临床上有广泛的应用需求，具有良好生物相容性、可降解体内可吸收的镁合金是近年来研究的热点。在生物材料和医疗器械中，最具有应用前景的是骨、牙和关节等硬组织的修复和替换材料。主要原因是：镁具有良好的生物相容性、可完全降解不需二次手术、镁合金的密度与人骨相差不大，弹性模量与骨接近等优点，避免应力遮挡效应。

镁合金具有高的比强度和比刚度，其强度可超过200MPa。纯镁的密度在1.74g/cm³左右，与人骨的密质骨密度(1.75g/cm³)相当。另外镁及镁合金的标准电极电位较低(-2.36V SCV)，不耐腐蚀，特别是在含有Cl-的模拟体液中易腐蚀降解，因此可作为新一代可降解植入材料。尽管临床应用已证实，镁合金具有良好的生物相容性，但由于镁及镁合金在人体中腐蚀降解速率过快，会产生氢气，限制了镁合金作为生物植入材料的应用。因此，在降低镁合金在体液中的腐蚀降解速率的同时，提高镁合金的力学性能是镁合金作为医用材料的关键。

镁合金作为常见的生物医用镁合金材料，有良好的生物相容性和生物可降解性，多用于心血管支架、骨折固定等。但是根据使用的部位、周围环境、适应症不同，其对材料的性能要求也不同。目前的镁合金存在降解速度较快、含有的元素生物相容性差等问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种具有抗菌能力、生物相容性良好的组织再生的可吸收镁合金及其制备方法。本发明在镁铝合金的基础上添加了石墨烯、二氧化钛，并选择性以碳酸氢铵作为添加剂以使镁合金材料具有少量多孔结构，有效增加了材料的生物相容性、强度和抗菌性；本发明应用广泛，延展性好，可被讲解吸收并避免二次手术带来的问题；降解产物镁元素可促新骨形成，加速骨愈合；易于修剪、操作方便。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的。

一种组织再生的可吸收镁合金，以该镁合金的总重量为100%计，其成分组成包括：铝：10-20%，锌：10-30%，锰：0.5-10%，二氧化钛：1-10%，石墨烯：15-20%，余量为Mg。

根据本发明一优选具体实施方式，以本发明的组织再生的可吸收镁合金的总重量为100%计，其成分组成包括：铝：10-20%，锌：10-30%，锰：0.5-10%，二氧化钛：3-7%，石墨烯：15-20%，余量为Mg。

根据本发明一更优选的具体实施方式，以本发明的组织再生可吸收镁合金的总重量为100%计，其成分组成包括：铝：10-20%，锌：10-30%，锰：0.5-10%，二氧化钛：5%，石墨烯：20%，余量为Mg。

在骨移植和修复过程中伤口经常出现细菌感染的情况，很容易导致骨修复失败，尽管生物镁合金降解后的碱性产物就有一定的抗菌活性，但效果十分有限。因此，本发明向镁合金中加入抗菌二氧化钛。

石墨烯(GO)作为典型的二维结构的纳米材料，由疏水的平面结构和亲水的边缘构成，特殊的结构决定其优异的抗菌特性。本发明向镁合金中加入石墨烯，部分石墨烯沉积在镁合金表面，同样发挥抗菌作用。

另一方面，上述可再生镁合金的制备方法，包括以下步骤：将浇铸态的镁合金放于真空管式炉中，在280-500℃下，固溶处理10-30小时；并在220-480℃下，时效处理20-60小时。