[发明专利]一种生物可降解Mg-Zn-Ag层状复合材料及其制备方法

说明书

本发明实施例提供了一种生物可降解Mg‑Zn‑Ag层状复合材料及其制备方法。该复合材料具有依次相连的外层、中层和内层，所述外层为银合金，所述中层为锌合金，所述内层为镁合金，该复合材料包括以下体积百分比计的组分：所述银合金10～25％，所述锌合金20～35％，余量为所述镁合金，解决了现有技术中存在的单一金属材料腐蚀过快、降解较慢以及弹性模量过高的问题，该复合材料不仅具有优异的生物相容性，良好的力学性能和耐蚀性能，而且还具备长效抗菌功能，在医用植入材料领域具有重要的应用价值。本发明另一实施例还提供了上述生物可降解Mg‑Zn‑Ag层状复合材料的制备方法。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，具体涉及一种生物可降解Mg-Zn-Ag层状复合材料及其制备方法。

背景技术

目前临床上常见的医用植入器械主要是由不锈钢、镍钛合金和钴铬合金等惰性金属材料制成，此类金属材料植入人体后将作为异物永久性存在，会产生例如毒性离子析出、血管内膜增生、局部炎症反应、机械牵拉损伤和应力遮挡效应等问题。鉴于上述原因，研究人员开发出了生物可降解镁合金，并且具有以下显著优势：(1)良好的生物相容性。镁合金在降解过程中释放出的镁离子不但可以为人体正常生理机能补充镁元素，同时还能够加快骨细胞的形成和骨组织的愈合。(2)植入人体后能完全降解。镁合金在含有氯离子的体内环境中容易腐蚀降解，并且降解产物可以被人体完全吸收，因此能够避免二次手术取出给患者带来的心理压力和经济负担。(3)比强度和比刚度较高。镁合金具有和不锈钢相近的比强度和比刚度，因此镁合金可以承受较大载荷，能够为病变部位提供充分的力学支撑。(4)有效缓解应力遮挡效应。镁合金的密度为1.74g/cm³，弹性模量为45GPa，与人体骨骼最为接近，因此植入人体后能够有效缓解应力遮挡效应，促进骨组织愈合。(5)良好的医学影像可视性。镁合金在完全降解后会在相应部位形成钙磷复合物，可以被MRI和CT等影像手段所识别，方便开展临床随访无创检查。

本申请发明人在实现本申请实施例的过程中，发现镁合金用作植入材料时，尽管临床应用已经证实镁合金能够满足生物安全性的要求，但由于镁合金在人体中降解速率过快，限制了镁合金作为植入材料的应用。此外镁合金植入人体后在一段时间内，会作为异物诱发排异效应，产生细菌性炎症反应，并导致周围新生组织形成缓慢。上述情况都阻碍了可降解镁合金在临床上的应用。

发明内容

本发明实施例之一通过提供一种生物可降解Mg-Zn-Ag层状复合材料，该复合材料具有依次相连的外层、中层和内层，所述外层为银合金，所述中层为锌合金，所述内层为镁合金，该复合材料包括以下体积百分比计的组分：所述银合金10～25％，所述锌合金20～35％，余量为所述镁合金，解决了现有技术中存在的单一金属材料腐蚀过快、降解较慢以及弹性模量过高的问题。该复合材料不仅具有优异的生物相容性，良好的力学性能和耐蚀性能，而且还具备长效抗菌功能，在医用植入材料领域具有重要的应用价值。本发明另一实施例还提供了上述生物可降解Mg-Zn-Ag层状复合材料的制备方法。

一种生物可降解Mg-Zn-Ag层状复合材料，所述复合材料具有依次相连的外层、中层和内层，所述外层为银合金，所述中层为锌合金，所述内层为镁合金，所述复合材料包括以下体积百分比计的组分：

所述银合金10～25％，

所述锌合金20～35％，

余量为所述镁合金。

本发明实施例的复合材料总共有3层结构，分别是内层，中层和外层，3层结构的形式使复合材料具有更为完善的功能层次，而且复合材料中的各层都是采用合金制成，合金与纯金属相比，性能表现和使用效果更好。本申请的复合材料各层合金所采用的元素为Ca，Zr和Sr，各层合金中不包含其它层的基体合金元素，避免了合金的属性出现同质化的问题，便于复合材料的后续加工和实际应用。