[发明专利]一种可吸收骨固定医用Mg-Ag-Ca合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可吸收骨固定医用Mg‑Ag‑Ca合金及其制备方法，可吸收骨固定医用Mg‑Ag‑Ca合金具体的组分是按质量百分比进行计量，具体参数如下：Ag 2～9 wt.％，Ca 1～3 wt.％，其余为Mg。其中Ag的纯度为99.9 wt.%，Ca的纯度为99.8 wt.%，Mg的纯度为99.9 wt.%。针对现有生物可降解Mg合金的力学性能不足的问题以及降解速率过快导致释放的离子元素超过人体每日正常摄取量的问题，本发明选取了具有优异抗菌性能的Ag元素和人体含量最多的Ca元素研制了新型的可吸收骨固定医用Mg‑Ag‑Ca合金。通过Ag的添加改善合金的生物相容性，并且由于Ag在Mg中存在很大的固溶度，可以引发Mg的局部点阵畸变，有效地起到固溶强化的作用。

技术领域

本发明公开了一种可吸收骨固定医用Mg-Ag-Ca合金及其制备方法，着重改善Mg合金的性能，属于镁合金材料技术领域。

背景技术

临床上被广泛应用的医用金属材料有不锈钢、钛合金、钴合金和镍合金等。但众所周知，这些传统医用金属材料在人体内具有不可分解性，需要通过服用药物抵抗人体因异体植入而产生的排斥反应，诸如炎症等，严重的话甚至需要通过二次手术取出，会给病人带来二次伤害和一定风险，增加病人的痛苦，增添病人不必要的经济负担。因此，具有可降解性的医用金属材料逐渐受到人们关注，对相关医用可降解金属材料的研究发展迫在眉睫。医用可降解金属材料有望解决传统医用金属材料的诸多不足之处，镁及其合金为其佼佼者。

与传统医用金属材料相比，镁及镁合金具有以下优势：(1)镁及镁合金具有较好的力学性能。镁的密度约为1.74-2.0g/cm³，接近于密度为1.8-2.1g/cm³的人体骨骼。镁及镁合金具有较高的比强度和比刚度，弹性模量约为41～45GPa,能够在一定程度上缓解应力遮挡效应。(2)镁及镁合金具有良好的生物相容性。镁是人体必不可少的重要元素之一，正常成人体内Mg的质量在20～28g范围内，其中约占总重量53％存在于骨骼中，而其余的镁元素则存在于肌肉(外液)、软组织、肝、肾、脑等组织中。(3)镁及镁合金具有可降解性。镁及镁合金的标准电极电位低，耐腐蚀性能在人体生理环境中较差，所以在人体内易于降解，随后会被人体吸收或者排出。临床植入人体后不需要二次手术，也不会给人体带来二次创伤。因此可将其发展成为可降解性医用金属材料。

因此，以Mg为基体加入其它生物相容的金属元素往往是研究者们寻找生物可降解合金的重要方法。并且通过加入不同的元素可以起到不同的性能强化效果，腐蚀速率也能得到改善，生物相容性也能通过此方法得到提升。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，针对现有生物可降解合金的力学性能不足(理想抗拉强度大于300MPa，延伸率大于18％)及腐蚀速率不达标(支架理想腐蚀速率0.02mm/year，骨植入物理想腐蚀速率0.5mm/year)的问题，旨在设计和制备高性能且能满足上述要求的生物可降解Mg合金，提供一种可吸收骨固定医用Mg-Ag-Ca合金及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的，一种可吸收骨固定医用Mg-Ag-Ca合金，以质量百分比计包括下述组分：Ag 2～9wt.％，Ca 1～3wt.％，其余为Mg。

所述Ag的纯度为99.9wt.％，Ca的纯度为99.8wt.％，Mg的纯度为99.9wt.％。

一种可吸收骨固定医用Mg-Ag-Ca合金的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)、准备原材料，原材料以质量百分比计包括下述组分：Ag 2～9wt.％，Ca 1～3wt.％，其余为Mg；

步骤2)、合金熔炼：将步骤1)准备的原料放入石墨坩埚，再将已放入原材料的石墨坩埚置于感应熔炼炉上，在保护气氛或真空气氛下熔炼，重熔至少三次，每次保温5分钟，以获得微观组织均匀的Mg-Ag-Ca铸锭；