[发明专利]一种医用植入双金属材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种医用植入双金属材料及其制备方法，制备成的材料内芯为钛合金，外层为锌合金，两者间以燕尾槽的形式连接，并通过钛合金固态高温下周围浇注液态锌合金使两者呈冶金结合。锌合金化学成分按质量百分比计含有：Mg 0.05%~0.8%，Ag 0.05%~0.5%，La 0.1%~0.5%，Se 0.1%~0.5%，Sr 0.1%~0.5%，Sn 0.1%~0.5%，余量Zn。内芯的钛合金具有优良的力学性能，满足其医学功能需要；与人体内部接触的是外层的锌合金，在降解过程中，可释放出人体必需且可吸收的元素。用该材料制备的人体植入器件外层的锌合金降解过程需要一定时间，可缓解植入初期金属材料与人体组织结合界面存在的不良反应，锌合金完全降解后，人体组织与里层的钛合金结合效果更好。

技术领域

本发明属于医用新材料技术领域，特别涉及一种医用植入双金属材料及其制备方法。

背景技术

金属材料由于其良好的力学性能和加工性能成为目前临床应用较广泛的植入材料，主要包括钛、锆、铌、钽等纯金属和其他贵金属、钴基合金、不锈钢、钛合金、形状记忆合金等；这些材料都具有一定的力学性能和良好的耐腐蚀性能，植入人体后能够长期保持稳定；但是也带来了一些问题，例如植入初期人体与金属结合界面有不良反应等。基于此种状况，生物可降解植入材料成为广泛关注的问题。

目前临床应用上多采用生物可降解植入材料，包括高分子材料、生物活性陶瓷材料、金属基材料。高分子材料综合力学性能过低，降解产生的酸性环境会增加人体产生炎症的机率，生物活性陶瓷材料的塑性及韧性较差，应用范围小，金属基可降解植入材料成为临床应用主要材料。

金属基可降解植入材料主要包括镁合金、铁基合金和钛合金。但镁合金与铁基合金作为可降解植入材料在降解速率方面存在一些问题，镁合金的力学性能又相对较差，而降解速度过快，影响其生物相容性和在使用过程中的强韧度等，铁基合金最大的问题是降解速度过慢，会引发一系列不良反应。

金属锌的化学活性介于镁和铁之间，其腐蚀速率介于二者之间，可以制备降解速率适当的材料。锌是人体必须的微量元素之一，健康成人每天锌的膳食许可量为20~40mg，因此锌作为可降解植入材料在降解速率的控制与生物安全性方面有一定的优势。中国专利申请号201410556876.4公开了一种医用生物可降解锌合金及其制备方法。但是锌合金的力学性能较差，强度和塑性都不能满足植入材料的要求。

钛合金以其优良的力学性能、较好的生物相容性得到了广泛的应用。目前钛合金作为医用植入材料存在如下不足：有一定的生物相容性，但无法降解，在植入初期使人体与金属结合界面会有不良反应，给人体带来潜在危害。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种医用植入双金属材料及其制备方法，具有以下优点：①具有优良的力学性能；②钛合金外层是锌合金，不但有良好的生物相容性，而且可降解，该材料制备的器件植入人体后，钛合金具有优良的力学性能，满足其医学功能需要；与人体内部接触锌合金在降解过程中可释放出Zn、Mg、La、Se、Sr、Sn和Ag元素，均为人体必需且可吸收元素，微量的银离子对人体无害，还可起到杀菌作用；植入器件外层的锌合金降解过程需要一定时间，可缓解植入初期金属材料与人体组织结合界面存在不良反应的问题，锌合金完全降解后，人体组织与里层的钛合金结合效果更好。

基于以上目的，本发明提供了一种医用植入双金属材料及其制备方法，其特征在于：内芯为钛合金，外层为锌合金，锌合金与钛合金两者间以燕尾槽的形式连接，并通过钛合金固态高温下周围浇注液态锌合金使两者呈冶金结合。

本发明提供的一种医用植入双金属材料及其制备方法，其制备工艺过程为：

1）钢模内壁涂锌合金脱模剂；