[发明专利]可降解镁合金生物植入材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种可降解镁合金生物植入材料及其制备方法，其中，可降解镁合金生物植入材料，包括镁合金基体和磁控溅射于镁合金基体上的镁金属层，镁金属层的厚度为0.1～5μm。通过磁控溅射工艺产生的大量离子来轰击镁靶材，可将靶材镁产生镁金属原子并沉积于镁合金基体上，由于镁合金基体的主体材料为金属镁，从而实现了高致密度的表层，沉积速率高。经磁控溅射改性的镁金属表层不仅改变基体亚表层的致密度，还可以提高耐腐蚀性能的防护效果。通过磁控溅射工艺控制表层沉积厚度，满足植入体在体降解时间，使可降解镁合金生物植入体的功能性匹配病变组织修复的作用时间，扩大镁合金生物植入材料在生物医药领域中的应用范围。

技术领域

本发明属于镁合金领域，具体涉及一种可降解镁合金生物植入材料及其制备方法。

背景技术

镁合金是以镁为基体添加铝、锌、锰、稀土等元素组成的合金，它具有强度高、比刚度高、导热性好、良好的塑性变形能力和可回收等优点，作为最轻的工程材料，早期镁合金主要广泛应用于汽车、航空航天、电子、化工等方面。在二十一世纪后，研究者发现，与其他金属植入材料相比，镁合金的杨氏模量更接近于自然骨。且镁合金植入人体后不会破坏人体血系统的动态平衡，且镁合金植入物具有抗凝血性和骨诱导性。镁合金在人体中具有生物可降解性，降解产物为无毒氧化物和氢氧化物，在新骨再生过程中，镁合金降解产物可以增强成骨细胞活性，一直破骨细胞活性，当骨组织愈合后，镁合金植入物最终被自然组织所取代，避免了二次手术的取出，即降低了成本也减少了患者的痛苦。因此，镁合金可适合用作短期或暂时的骨植入物。

目前的镁合金大都采用铸造而成，由于镁合金的结晶温度间隔较宽，容易以糊状凝固的方式结晶，所以会存在明显的树枝状结晶组织，难于得到补缩，在铸造成型时由于内浇口部位长时间处于过热状态，温度较高，容易导致疏松缺陷，因而制成的镁合金的致密度较低，使其降解速度加快。因而作为生物植入材料使用时，如作为骨植入物使用，在骨组织未充分愈合前植入物就因降解而失去了其完整性从而导致植入手术失败，大大限制了其于生物医药领域中的使用。

发明内容

基于上述问题，本发明的目的在于提供一种可降解镁合金生物植入材料及其制备方法，此可降解镁合金生物植入材料的致密度高、降解速度慢。

为实现上述目的，本发明一方面提供了一种可降解镁合金生物植入材料，包括镁合金基体和磁控溅射于所述镁合金基体上的镁金属层，所述镁金属层的厚度为0.1～5μm。

本发明的镁合金基体上磁控溅射镁金属层，通过磁控溅射工艺产生的大量离子来轰击镁靶材，可将靶材镁产生镁金属原子并沉积于镁合金基体上，由于镁合金基体的主体材料为金属镁，从而实现了高致密度的表层，沉积速率高。经磁控溅射改性的镁金属表层不仅改变基体亚表层的致密度，还可以提高耐腐蚀性能的防护效果。通过磁控溅射工艺控制表层沉积厚度，满足植入体在体降解时间，使可降解镁合金生物植入体的功能性匹配病变组织修复的作用时间，扩大镁合金生物植入材料在生物医药领域中的应用范围。

较佳的，所述镁合金基体的成分为镁铝合金、镁锰合金、镁锌合金、镁锂合金和镁钙合金中的一种或由其组合而成的多元系镁合金。

本发明另一方面提供了一种可降解镁合金生物植入材料的制备方法，包括依次的如下步骤：

(1)将镁合金基体进行镀膜前处理；

(2)对所述镁合金基体采用纯镁为靶材进行磁控溅射镀膜；

(3)将所述镁合金基体进行镀膜后处理。

通过此方法制得的可降解镁合金生物植入材料的致密度高，可有效的控制降解时间，因而满足作为生物医用植入物材料使用的条件。

较佳的，所述镀膜前处理为依次进行打磨处理、抛光处理、超声波清洗、冲洗和烘干。

较佳的，所述磁控溅射镀膜的参数为：氩气压力为0.6～1.1Pa，电流为10～15A，镀膜时间为30～70min。