[发明专利]一种可降解Zn-xRE合金及其制备方法

说明书

本发明属于生物可降解医用锌合金技术领域，尤其涉及一种可降解Zn‑xRE合金，包括材料主元素Zn和合金元素RE，其特征在于：所述合金元素RE还包括镝(Dy)、钬(Ho)、钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、钕(Nd)、铽(Tb)、铒(Er)，按质量百分比计，x为3.05～10.05wt.％，余量为Zn，相对于现有技术，本发明的可降解Zn‑xRE合金具有高强塑性、降解速率、耐磨损性能、细胞相容性能和抗菌性能的特点。

技术领域

本发明属于生物可降解医用锌合金技术领域，尤其涉及一种可降解Zn-xRE合金及其制备方法。

背景技术

在可降解金属材料中，铁及其合金在生理环境中虽然可以发生降解，但降解速率太低和降解产物难以被完全降解成为限制其在骨科领域应用的直接原因，镁及镁合金虽具有与人骨更为接近的力学性能和弹性模量而避免应力遮挡作用的产生和良好的促成骨功能，但是大部分的镁合金存在较快的降解速率，在降解过程中产生氢气泡和植入部位碱化而导致植入件的过早失效，严重影响骨组织的正常生长和发育，锌及锌合金由于锌的标准电极电位介于镁和铁之间，其降解速率和化学活性介于镁和铁之间且其腐蚀产物能够被完全降解而成为了近几年来被广泛研究的可降解金属材料，锌作为人体必需的微量元素主要分布于人体的骨骼、骨骼肌、皮肤、肝和大脑中，锌几乎参与人体所有细胞代谢及多种酶合成，作为骨和软骨特定酶的辅助因子促进人体骨骼发育及组织再生、提高胰岛素功效和增强创口组织的再生和愈合能力、作为神经调节物促进思维敏捷等。然而，锌的缺乏将导致生长缓慢、性成熟推迟、味觉及嗅觉改变，此外，母体缺锌将会使核酸代谢异常，从而减慢DNA和蛋白质的合成速度和细胞分裂能力，导致胎儿生长迟缓，甚至出现发育畸形，铸态纯锌和锌合金虽然具有较好的生物相容性和适中的降解速率，但是大部分铸态锌合金力学性能难以满足骨植入物要求和大部分锌合金的降解速率远小于骨植入物0.5mm/a的降解速率要求，与需要12–24周稳定支撑的骨愈合周期不匹配，目前，添加合金化元素进行合金化处理和变形工艺的结合能够显著提高可降解锌合金生物材料力学性能，且很多合金元素和变形工艺还有助于合金的耐腐蚀速率和生物相容性的提高。