[发明专利]一种含有纳米氧化镁和纳米银的生物镁合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含有纳米氧化镁和纳米银的生物镁合金及其制备方法。其由纳米氧化镁、纳米银以及可降解生物镁合金基体组成；所述含有纳米氧化镁和纳米银作为第二相分布在基体的晶界上；所述含有纳米氧化镁和纳米银的生物镁合金中纳米氧化镁的含量为4‑6wt％；所述含有纳米氧化镁和纳米银的生物镁合金中纳米银的含量为0.03‑0.08wt％。其制备方法为：按设定比例配取纳米MgO粉末、纳米Ag粉末、可降解生物镁合金基体粉末并放入球磨机中，在保护气氛下，以250‑400转/分钟的球磨转速球磨3‑6小时，然后在保护气氛下，采用选择性激光熔化工艺得到含有纳米氧化镁和纳米银的生物镁合金。

技术领域

本发明涉及一种含有纳米氧化镁和纳米银的生物镁合金及其制备方法；属于生物材料设计和制备技术领域。

背景技术

理想的骨移植物应具有良好的生物相容性、生物降解性以及必要的功能性如抗菌性能。与不锈钢、钛合金等传统的生物医用金属相比，生物镁合金兼具良好的生物相容性、可完全降解吸收、与人体骨相匹配的力学性能以及一定的骨诱导和骨传导能力，因此在骨移植领域受到了越来越多的关注。然而，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具有一定的抗菌活性，但效果十分有限。因此，如何提高生物镁合金的抗菌性能，是其作为骨移植物迫切需要解决的难题。

掺杂无机抗菌材料是提高生物镁合金抗菌性能的一种有效方法。作为最具代表性的无机抗菌材料，nAg(纳米Ag)及其衍生物具有广谱和高效的抗菌活性，但是银的生物毒性很高，较高的用量将对人体产生难以预测的风险；nMgO(纳米MgO)具有广谱的抗菌性、高的热稳定性和良好的生物降解性等优点，更重要的是，氧化镁几乎无生物毒性并且已经获得了美国食品与药品管理局的认证，然而nMgO的抗菌活性较低，比如其对大肠杆菌的最低抑菌浓度通常达500-1000mg/L，在此浓度下细胞膜的通透性可能发生改变并降低细胞活性。这些因素限制了它们作为抗菌添加材料在生物镁合金中的应用。目前已有研究人员尝试了将微纳氧化镁和/或微纳银制成涂层涂覆于生物镁合金上，但是由于微纳氧化镁和/或微纳银是以涂层的形式存在，导致其抗菌功能随着涂层的降解而逐渐消失。同时由于由于微纳氧化镁和/或微纳银以涂层的形式存在的，一旦处理不当，就可能存在涂层大面积脱落的风险，尤其是在降解过程中，该风险出现的几率大大增加。

因此，迫切需要开发一种既能保证人体安全、又具备高效抗菌活性的生物镁合金移植物。

发明内容

针对现有生物镁合金存在不足，本发明提供一种含有纳米氧化镁和纳米银的生物镁合金及其制备方法。

本发明首次尝试了将纳米氧化镁和纳米银直接掺杂于生物镁合金中。且该含有纳米氧化镁和纳米银的生物镁合金可用作植入物使用。

本发明一种含有纳米氧化镁和纳米银的生物镁合金；所述含有纳米氧化镁和纳米银的生物镁合金由纳米氧化镁、纳米银以及可降解生物镁合金基体组成；所述含有纳米氧化镁和纳米银作为第二相分布在基体的晶界上；所述含有纳米氧化镁和纳米银的生物镁合金中纳米氧化镁的含量为4-6wt％；所述含有纳米氧化镁和纳米银的生物镁合金中纳米银的含量为0.03-0.08wt％。

作为优选方案，本发明一种含有纳米氧化镁和纳米银的生物镁合金；所述纳米氧化镁的粒度为20-70nm；所述纳米银的粒度为10-50nm。

作为优选方案，本发明一种含有纳米氧化镁和纳米银的生物镁合金；所述含有纳米氧化镁和纳米银的生物镁合金中纳米氧化镁的含量为5-6wt％；所述含有纳米氧化镁和纳米银的生物镁合金中纳米银的含量为0.03-0.05wt％。

作为进一步的优选方案，纳米氧化镁和纳米银的质量比为200:1-50:1。在这一比例下，其协同效果比较优越。

本发明一种含有纳米氧化镁和纳米银的生物镁合金的制备方法，包括下述步骤：

步骤一