一種Zn-Mg系鋅合金及其製備方法與應用的製作方法

2023-06-12 06:58:26 5

一種Zn-Mg系鋅合金及其製備方法與應用的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種Zn-Mg系鋅合金及其製備方法與應用。本發明鋅合金包括Zn和Mg;以重量百分比計，所述鋅合金中Mg的質量百分數為0?20%，但不包括0。所述鋅合金中還包括微量元素，所述微量元素為鍶、鈣、矽、磷、鋰、銀、錫和稀土元素中的至少一種；所述鋅合金中，所述微量元素的質量百分含量為0?3%，但不包括0。本發明Zn-Mg系鋅合金的力學性質符合醫用植入體材料的強度和韌性的要求、無毒、具備良好的組織相容性和血液相容性，同時又可體內降解，溶出的金屬離子能被生物體吸收利用促進骨生長或代謝.排除體外。
【專利說明】-種Zn-Mg系鋅合金及其製備方法與應用

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種Zn-Mg系鋅合金及其製備方法與應用，具體涉及一種Zn-Mg系鋅 合金及其製備方法與在製備可體液降解醫用植入體中的應用，屬於醫用金屬材料製備技術 領域。

【背景技術】
[0002] 目前用於臨床生物醫用材料主要有生物醫用金屬材料、無機材料、高分子材料、復 合材料、及仿生材料等。醫用金屬材料與高分子材料和陶瓷材料相比，具有較高的強度、 韌性和加工性能，因此應用最為廣泛。如：316L、317L、304V不鏽鋼、Co-Cr-Mo合金、純鈦、 Ti-6A1-4V、TiNi合金等。這些材料在人體內不可降解，為永久性植入，當植入體在人體內 的服役期滿後，必須通過二次手術取出，從而給患者帶來不必要的生理痛苦及經濟負擔。
[0003] 隨著醫學和材料科學的發展，對於一些需要臨時服役的材料，如縫合線、骨折固定 板，血管支架、膽道支架等，人們希望植入體內的材料只是起到暫時替代的作用，並隨著組 織或器官的再生而逐漸降解吸收，以最大的限度地減少材料對機體的長期影響。由於生物 降解性材料容易在生物體內與體液等介質相互作用逐漸降解，其分解產物可以代謝，並最 終排出體外，無需二次手術取出，因而越來越受到人們的重視，已成為當前國際生物材料領 域的前沿與研究熱點。
[0004] 目前臨床常用的可生物降解材料主要為可生物降解高分子材料和可生物降解陶 瓷。可生物降解高分子材料雖能夠完全被人體吸收，但在臨床應用中發現其強度低，很難提 供結構支撐的功能，因而應用部位受到限制。可生物降解陶瓷材料存在韌性差，無法協調變 形的缺點。
[0005] 近年來，可降解生物醫用鎂合金材料成為研究熱點之一，開發了一系列的生物醫 用可降解鎂合金，如AZ31、WE43、Mg-Ca等，儘管鎂合金作為生物材料有著誘人的應用前景， 然而研究發現鎂合金存在腐蝕速度過快，在組織器官沒有充分癒合之前，植入物便很快會 喪失它的機械完整性，因而有必要開發新型可降解合金已滿足臨床需求。
[0006] 與鎂及鎂合金相同，金屬鋅及其合金由於化學性質活潑、易於腐蝕常常被用作腐 蝕保護中被犧牲的陽極材料。但與鎂相比，金屬鋅及其合金具有更高的腐蝕電位，因而相比 鎂合金來說金屬鋅及其合金腐蝕速率減慢，因而更加符合臨床需求，有望發展成為新型生 物醫用可降解植入材料及器件。
[0007] 人體正常含鋅量為2-3克。鋅是體內數十種酶的主要成分。鋅分布於絕大部分器 官與組織中，其中肝臟、肌肉和骨骼中含量較高。鋅在人體中雖為微量元素，但作用卻非常 之大。有"生命的火花塞"之稱。（1)鋅與各種骨基質合成酶有關，它能夠參與骨形成與骨 重建。當鋅缺乏時，骨中多種含鋅酶的活性下降，骨的生長受到抑制；（2)鋅是生物膜的關 鍵組成部分，其在維持2000多種轉錄因子和300多種酶的結構和功能中具有重要作用；（3) 鋅能夠迅速進入內皮細胞，維持內皮細胞的完整性，降低血管對動脈粥樣硬化的易感性； (4)鋅可以保護心肌細胞避免急性氧化應激以及心肌損傷引起的炎性反應；（5)鋅能夠積 極參與核酸蛋白合成，加速創傷癒合；(6)此外，鋅還與體內各種細胞代謝作用密切相關， 如糖代謝、脂類代謝和抗衰老等。鋅缺乏會導致動脈硬化、心率失常與衰竭、腦功能畸形、免 疫力低下、下痢、食欲不振、生長減緩、掉發、夜盲、前列腺肥大、男性生殖功能減退、貧血等。 成人每日需補充15_25mg鋅。
[0008] 鎂是人體重要的必需營養元素之一，參與人體多種生理活動。正常成人體內鎂總 量約為20?28g，其中55 %存在於骨骼中，27 %在軟組織，1 %左右在細胞外液。正常成人對 鎂的每日需求量約為240-290mg。鎂對人的肌肉的新陳代謝有相當重要的意義，是多種酶的 激活劑，是細胞內的重要陽離子，對中樞神經系統有抑制作用。鎂也是組成骨的主要成分， 鎂促進骨、牙齒及細胞形成，是正常骨的細胞間質的形成所需要的。鎂在骨的礦質代謝中有 關鍵的調節作用，與Ca調激素也有關係。鎂不足可刺激甲狀旁腺素（PTH)分泌，促進骨吸 收。有研究表明，輕微的鎂缺乏能損害礦物質平衡，是骨質疏鬆的危險因素。鎂缺乏和骨 質疏鬆經常同時出現，治療骨質疏鬆不僅需補鈣應同時補鎂。鎂代謝與糖代謝相互影響， 血糖濃度往往與血鎂濃度呈負相關，糖尿病人血清鎂比正常人低，尿鎂比正常人高，血鎂水 平與胰島素敏感性呈負相關，補鎂可改善胰島素敏感性和胰島素分泌。糖尿病並發視網膜 病變與血鎂呈負相關，低血鎂症被認為是視網膜病變的危險因素。鎂還可以調節機體免疫 功能，增強抗病能力。此外，鎂還對心血管疾病有重要的防護作用：（1)鎂離子能降低血栓 素水平，並能增強血管內皮細胞合成前列環素，對血管緊張性有直接調節作用，可改善心肌 的微循環，使心絞痛發生率顯著降低；（2)鎂的攝入量和高血壓呈明顯負相關，缺鎂可引起 高血壓，而增加飲食鎂的攝入使高血壓發生下降；（3)缺鎂可引起各種心律失常如心室性 早搏、房性早搏、心動過速甚至房顛。因此現在鎂製劑已經成為廣普抗心律失常及心力衰竭 的藥物，並具有"心臟衛士"之稱。
[0009] 目前國內外還沒有文獻和專利報導Zn-Mg系合金的合成及性能，並提出將Zn-Mg 系合金用作可降解生物醫用材料使用。


【發明內容】

[0010] 本發明的目的是提供一種Zn-Mg系鋅合金及其製備方法與應用，具體涉及一種 Zn-Mg系鋅合金及其製備方法與在製備可體液降解醫用植入體中的應用。本發明製備的鋅 合金力學性能優異，能夠在體內提供長期有效的支撐力，具有優異的細胞相容性、血液相容 性和組織、器官相容性，可用於生物醫用植入體的製備。
[0011] 本發明提供的Zn-Mg系鋅合金，包括Zn和Mg ;
[0012] 以重量百分比計，所述鋅合金中Mg的質量百分數為0?20%,但不包括0。
[0013] 上述鋅合金中還包括微量元素,所述微量元素為銀、|丐、娃、磷、鋰、銀、錫和稀土元 素中的至少一種。
[0014] 所述鋅合金中，所述微量元素的質量百分含量為0?3%,但不包括0。
[0015] 上述鋅合金的表面還可塗覆有可降解高分子塗層、陶瓷塗層或藥物塗層；
[0016] 所述可降解高分子塗層、所述陶瓷塗層和所述藥物塗層的厚度均可為0. 01? 5mm 〇
[0017] 所述可降解高分子塗層的製備材料可為下述1)和2)中至少一種：
[0018] 1)聚己酸內酯（PCL)、聚乳酸（PLA)、聚羥基乙酸（PGA)、L-聚乳酸（PLLA)、聚氰基 丙烯酸酯（PACA)、聚酸酐、聚膦腈、聚對二氧雜環己烷酮、聚-羥基丁酸酯和聚羥基戊酸酯 中任一種；
[0019] 2)聚乳酸（PLA)、聚己酸內酯（PCL)、聚羥基乙酸（PGA)、L-聚乳酸（PLLA)、聚氰基 丙烯酸酯（PACA)和聚對二氧雜環己烷酮中的任意兩種或兩種以上的共聚物；
[0020] 所述陶瓷塗層的製備材料可為羥基磷灰石、磷酸三鈣或磷酸氧四鈣中的至少一 種；
[0021] 所述藥物塗層可為雷帕黴素及其衍生物塗層、紫杉醇塗層、依維莫司塗層、西羅莫 司塗層、絲裂黴素塗層、抗菌塗層中的至少一種。
[0022] 本發明提供的Zn-Mg系鋅合金具體為下述1)_6)中任一種，為重量百分比：
[0023] 1)由95?99%%的Zn和1%?5%的Mg組成；
[0024] 2)由99 %的Zn和1 %的Mg組成；
[0025] 3)由95 %的Zn和5 %的Mg組成；
[0026] 4)由 98. 5 % 的 Zn、1 % 的 Mg 和 0· 5 % 的 Sr 組成；
[0027] 5)由 98 % 的 Zn、1 % 的 Mg 和 1 % 的 Sr 組成。
[0028] 6)由 98. 5 % 的 Zn、1 % 的 Mg 和 0· 5 % 的 Ca 組成。
[0029] 本發明製備的Zn-Mg系鋅合金為緻密結構或多孔結構，具備良好的組織相容性， 是一種可靠的生物醫用植入材料。
[0030] 本發明進一步提供了上述鋅合金的製備方法，包括如下步驟：
[0031] 將所述Zn、所述Mg和所述微量元素按照下述1)和2)中任一種方式進行混合得到 混合物；
[0032] l)Zr^PMg;
[0033] 2) Zn、Mg和微量元素；
[0034] 按照下述a)或b)的步驟即得到所述鋅合金；
[0035] a)在CO2和SF6氣氛保護下，將所述混合物進行熔煉，經冷卻後即得所述鋅合金；
[0036] b)在CO2和SF6氣氛保護下，將所述混合物進行熔煉，經冷卻後塗覆所述可降解高 分子塗層、所述陶瓷塗層或所述藥物塗層即得所述鋅合金。
[0037] 上述方法中，所述熔煉的溫度可為500?650°C，具體可為650°C。
[0038] 上述方法還包括將所述鋅合金進行機械加工的步驟；
[0039] 所述機械加工可為軋制、鍛造、快速凝固和擠壓中至少一種。
[0040] 所述軋制包括依次進行熱軋和精軋，所述熱軋可在200?300°C下進行，所述精軋 可在150?250°C下進行，所述鋅合金可被軋至1?3mm ;所述熱軋溫度具體可為250°C，所 述精軋溫度具體可為250°C，所述鋅合金軋制後的厚度具體可為1. 5_。
[0041] 所述鍛造包括將所述鋅合金在150?200°C的條件下進行保溫以及在200? 300°C的條件下進行鍛造的步驟，所述保溫的時間為3?50小時，所述鍛造的速率不小於 350mm/s〇
[0042] 所述擠壓的溫度可為150?250°C，具體可為200°C ;擠壓比可為10?70,具體可 為20。
[0043] 所述快速凝固包括如下步驟：在Ar氣保護下，採用高真空快淬系統製備快速凝固 薄帶，然後將所述薄帶破碎成粉末狀，然後在200?350°C的條件下，真空熱壓1?24h。
[0044] 所述高真空快淬系統的設置如下：加料量為2?8g、感應加熱功率為3?7kW、噴 嘴與輥間距為0. 80mm、噴射壓力為0. 05?0. 2MPa、輥輪轉速為500?3000r/min及噴嘴狹 縫尺寸為 1fi Im X 8mm X 6mm η
[0045] 本發明還提供了另一種鋅合金的製備方法，包括如下步驟：將所述Ζη、所述Ca和 所述微量元素按照下述1)和2)中任一種方式進行混合得到混合物；
[0046] I) Zn 和 Mg;
[0047] 2) Zn、Mg和微量元素；
[0048] 按照下述a)或b)的步驟即得到所述鋅合金；
[0049] a)在CO2和SF6氣氛保護下，將所述混合物進行燒結，經冷卻後即得所述鋅合金；
[0050] b)在CO2和SF6氣氛保護下，將所述混合物進行燒結，經冷卻後塗覆所述可降解高 分子塗層、所述陶瓷塗層或所述藥物塗層即得所述鋅合金；
[0051] 所述燒結為下述任一種方法：元素粉末混合燒結法、預合金粉燒結法和自蔓延高 溫合成法。
[0052] 所述元素粉末混合燒結法是將所述製備多孔結構Zn-Mg系合金的原料混合均勻， 壓製成坯，然後在真空燒結爐中，以2?4°C /min慢速升溫至100?200°C後接著以30°C / min快速升溫至200?300°C燒結，然後降溫，得到成多孔結構的Zn-Mg系合金；
[0053] 所述預合金粉燒結法是將所述製備多孔結構Zn-Mg系合金的原料混合後進行高 能球磨，然後壓製成型，在250?350°C進行熱處理10-20小時，得到多孔結構的Zn-Mg系合 金；
[0054] 所述自蔓延高溫合成法是將製備多孔結構Zn-Mg系合金的原料混合後壓製成述， 在惰性氣體保護下，壓力為IX IO3?IX IO5Pa,溫度為250?350°C下，然後將Zn-Mg系合 金坯料點燃進行自蔓延高溫合成，得到多孔結構的Zn-Mg系合金。
[0055] 為適應不同臨床需求，上述兩種製備鋅合金的方法還包括塗覆塗層的步驟。
[0056] 所述塗覆可生物降解高分子塗層的方法是將所述鋅合金進行酸洗，然後將其在所 述生物降解高分子塗層的製備材料溶於三氯乙烷製備的膠體中浸塗10?30分鐘後，勻速 拉出進行離心處理得到塗覆有可生物降解高分子塗層的鋅合金。
[0057] 所述塗覆陶瓷塗層的方法為等離子噴塗、電泳沉積、陽極氧化和水熱合成中任一 種；
[0058] 所述等離子體噴塗所用的等離子氣體主氣為Ar,流量為30?IOOscfh,等離子氣 體次氣為H 2,流量為5?20scfh，噴塗電流為400?800A，噴塗電壓為40?80V，噴塗距離 為 100 ?500mm ;
[0059] 所述電沉積可降解陶瓷塗層的方法為以鋅合金為陰極在含鈣、磷鹽的電解液中， 電流密度為2?lOmA/cm 2,處理10?60min後，清洗乾燥得到所述鋅合金；
[0060] 所述陽極氧化和水熱合成結合的方法為將所述鋅合金在含有0. 01?0. 5mol/ L3-甘油磷酸鈉和0. 1?2mol/L醋酸鈣的電解液中，在200?500V下氧化10?30min， 然後將所述鋅合金在200?400°C下處理1?4h。
[0061] 所述塗覆藥物塗層的方法為物理和化學方法；
[0062] 所述物理方法塗層工藝主要採用浸泡、噴塗方法；所述化學方法主要運用電化學 原理進行電鍍；
[0063] 所述浸泡方法為將活性藥物與控釋載體（或單獨的活性藥物）配製成溶液，具體 濃度可因溶液粘度和所需藥物劑量不同而不同，然後將所述醫用植入體浸泡入溶液中，然 後經過必要的後處理過程，如交聯、乾燥、固化等步驟，製成藥物塗層；
[0064] 所述噴塗方法為將活性藥物與控釋載體（或單獨的活性藥物）配製成溶液，然後 通過噴灑工具或特製的噴塗設備將溶液均勻塗布於所述醫用植入體表面，經乾燥、固化等 後處理步驟之後即製成藥物塗層；
[0065] 所述化學方法是利用活性藥物和（或）控釋載體在由所述醫用植入製作的電極上 發生電氧化還原反應，使所述醫用植入表面形成穩定的由化學鍵聯接的藥物塗層。
[0066] 本發明的方法利用Zn及Zn合金易於腐蝕的特點，選擇了 Zn-Mg系合金作為降解 性材料應用於醫用植入體。本發明的Zn-Mg系合金的力學性質符合醫用植入體材料的強度 和韌性的要求，同時又可體內降解，即可以克服醫用高分子材料強度低和316L不鏽鋼、鈦 及鈦合金等傳統醫用金屬材料不可降解的弱點，又可以克服鎂及鎂合金降解速率過快導致 植入體內力學性能喪失的缺陷，作到兼具有"可生物腐蝕降解特性"和"適宜的腐蝕速率保 證提供長期有效的力學支撐"雙重特性。
[0067] 本發明提供的Zn-Mg系鋅合金可用於製備如下醫用植入體：治療用植入支架、骨 修復器械、齒科修復器械；
[0068] 所述治療用植入支架可為血管支架、食道支架、腸道支架、氣管支架、膽道支架或 尿道支架；
[0069] 所述骨修復器械可為骨組織修復支架、接骨器、固定線、固定螺絲、固定鉚釘、固定 針、夾骨板、髓內針或接骨套；
[0070] 所述齒科修復器械可為牙髓針或牙齒充填材料。
[0071] 本發明具有如下優點：
[0072] (1)本發明製備的Zn-Mg系合金的力學性質符合醫用植入體材料的強度和韌性的 要求，同時又可體內降解，具有"可生物腐蝕降解特性"和"適宜的腐蝕速率保證提供長期有 效的力學支撐"雙重特性。
[0073] (2)本發明Zn-Mg系合金用於可降解醫用植入體時，在植入一段時間內既能發揮 其金屬材料的高強度特點，完成植入體的功能（如誘導新骨組織形成或者支撐狹窄的血 管），又能在人體病變部位進行自身修復的同時作為"異體"逐漸被人體腐蝕降解，數量和體 積逐漸減少，溶出的金屬離子能被生物體吸收利用促進骨生長或代謝排除體外，最終在人 體結束自身修復時金屬材料植入體完全降解消失。
[0074] (3)本發明提供的可體液降解的醫用植入體無毒，具備良好的組織相容性和血液 相容性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0075] 圖1為實施例1製備的Zn-Mg合金鑄錠的照片。
[0076] 圖2為實施例2製備的Zn-Mg合金板材的照片。
[0077] 圖3為實施例3製備的Zn-Mg合金棒材的照片。
[0078] 圖4為按照測試標準製備的Zn-Mg合金室溫拉伸試樣的照片。
[0079] 圖5為Zn-Mg-Ca合金的室溫拉伸曲線。
[0080] 圖6為Zn-Mg合金室溫壓縮樣品照片。
[0081] 圖7為Zn-Mg合金室溫壓縮曲線。
[0082] 圖8為Zn-Mg合金在模擬體液中浸泡2周的SEM照片（a)低倍；(b)高倍。
[0083] 圖9為Zn-Mg合金在模擬體液中的電化學腐蝕曲線。
[0084] 圖10為Zn-Mg合金血小板粘附SEM照片。
[0085] 圖11為Zn-Mg合金對細胞作用的光鏡照片（a)對照組；(b) Zn-Mg合金。
[0086] 圖12為Zn-Mg合金對細胞作用不同時間後的細胞相對增殖率（*p〈0. 05)。
[0087] 圖13為Zn-Mg合金植入小鼠體內不同時間的X光片及相應的對照圖。
[0088] 圖14為Zn-Mg系合金植入小鼠體內不同時間的mico-CT圖及對照圖。
[0089] 圖15為Zn-Mg系合金植入小鼠體內2個月後的組織學螢光染色照片。

【具體實施方式】
[0090] 下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法。
[0091] 下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。
[0092] 下述實施例中所用的百分含量，如無特別說明，均為質量百分含量。
[0093] 實施例1、製備鑄態Zn-Mg系合金
[0094] 以純Zn(99.99wt. %)、純Mg(99.99wt. %)(購自北京翠柏林有色金屬技術開發中 心）作為原料，按不同的質量比（Zn與Mg的質量比分別為99 :1和95 :5)混合，在C02+SF6 氣氛保護下，在650°C熔煉，待原料充分熔解後，保溫IOmin後，循環水快速冷卻，製得Zn-Mg 合金錠（照片如圖1所示），其中，Zn-IMg表示Zn與Mg的質量比為99 :1，Zn-5Mg表示Zn 與Mg的質量比為95 :5。
[0095] 實施例2、製備軋態Zn-Mg系合金
[0096] 首先按照實施例1中的步驟製備得到鑄態的Zn-Mg系合金鑄錠；然後對上述得到 Zn-Mg合金錠進行熱軋，先250°C預熱鑄錠，然後採用熱軋方式，在往返式軋機中反覆軋制， 熱軋溫度在250°C，最後在精軋機中，在250°C下將其軋制到I. 5mm厚度。
[0097] 圖2為本實施例得到的軋態Zn-Mg系合金（Zn-IMg)的照片。
[0098] 實施例3、製備擠壓態Zn-Mg系合金
[0099] 按照下述1)或2)的步驟進行製備：
[0100] 1)首先按照實施例1中的步驟製備得到鑄態的Zn-IMg系合金鑄錠，採用擠壓的方 式製備Zn-IMg系合金棒材，採用徑向擠壓，擠壓溫度為200°C，擠壓比為20,製備出直徑為 IOmm的Zn-Mg系合金棒材（Zn-IMg)。
[0101] 2)首先按照實施例1中的步驟製備得到鑄態的Zn-Mg系合金鑄錠，採用高真空快 淬系統製備快速凝固Zn-Mg系合金薄帶，具體方法是：將原料按所述比例混合後採用高真 空快淬系統製備快速凝固Zn-Mg系薄帶，參數為加料量2?8g、感應加熱功率3?7kW、噴嘴 與輥間距0. 80mm、噴射壓力0. IMPa、輥輪轉速2000r/mln及噴嘴狹縫尺寸IfilmX 8mmX 6mm。 然後將薄帶粉碎後壓製成坯，熱壓條件為200?350°C，真空熱壓1?24h。採用擠壓的方式 製備Zn-Mg系合金棒材，採用徑向擠壓，擠壓溫度為200°C，擠壓比為20,製備出直徑為IOmm 的Zn-Mg系合金棒材（Zn-IMg)(照片如圖3所示）。
[0102] 實施例4、Zn-Mg合金力學性能測試
[0103] 將按照實施例1-3的方法製備的Zn-Mg系合金，按照ASTM-E8-04拉伸測試標準制 備拉伸樣品（如圖4所示），依次經400#、800#、1200#和2000#SiC砂紙系列打磨拋光。在 丙酮、無水乙醇和去離子水中分別超聲清洗15min後，採用萬能材料力學試驗機在室溫下 進行拉伸試驗，拉伸速度為lmm/min。
[0104] Zn-Mg合金各試樣的室溫拉伸性能如表1所示，其中，Zn-lMg-0. 5Sr鑄錠和 Zn-IMg-ISr鑄錠的製備方法與實施例1中鑄態Zn-Mg系合金的製備方法相同，Zn、Mg和Sr 的質量比分別為98. 5:1:0. 5和98:1:1。由表1可知，隨Mg含量的增加，合金變脆。第三 組兀銀兀素的加入有利於提高合金的拉伸強度。相對於鑄態合金，乳制態合金和擠壓態合 金的屈服強度和拉伸強度均得到了明顯提高，同時，延伸率得到大幅度增加，表明材料經過 變形加工過程後力學性能得到進一步優化。
[0105] 圖5為本發明製備的軋態Zn-Mg合金（Zn-lMg-0. 5Ca，其製備方法與實施例2中 軋態Zn-Mg系合金的製備方法相同，其中Zn、Mg和Ca的質量比為98. 5 :1 :0. 5)的拉伸曲 線，由該圖可知，乳態Zn-IMg合金的抗拉強度為292. 25MPa，屈服強度230. 16MPa，延伸率 11. 837%。
[0106] 表I. Zn-Mg合金拉伸實驗結果

【權利要求】
1. 一種Zn-Mg系鋅合金，其特徵在於：所述鋅合金包括Zn和Mg ; 以重量百分比計，所述鋅合金中Mg的質量百分數為O?20%，但不包括0。
2. 根據權利要求1所述的鋅合金，其特徵在於：所述鋅合金中還包括微量元素，所述微 量元素為鍶、鈣、矽、磷、鋰、銀、錫和稀土元素中的至少一種； 所述鋅合金中，所述微量元素的質量百分含量為〇?3%，但不包括0。
3. 根據權利要求1或2所述的鋅合金，其特徵在於：所述鋅合金的表面塗覆有可降解 高分子塗層、陶瓷塗層或藥物塗層； 所述可降解高分子塗層、所述陶瓷塗層和所述藥物塗層的厚度均為〇. 01?5_。
4. 一種權利要求1-3中任一項所述鋅合金的製備方法，包括如下步驟：將所述Zn、所述 Mg和所述微量元素按照下述1)和2)中任一種方式進行混合得到混合物； 1. Zn 和 Mg ; 2. Zn、Mg和微量元素； 按照下述a)或b)的步驟即得到所述鋅合金； a) 在CO2和SF6氣氛保護下，將所述混合物進行熔煉，經冷卻後即得所述鋅合金； b) 在CO2和SF6氣氛保護下，將所述混合物進行熔煉，經冷卻後塗覆所述可降解高分子 塗層、所述陶瓷塗層或所述藥物塗層即得所述鋅合金； 所述熔煉的溫度為500?650°C。
5. 根據權利要求4所述鋅合金的製備方法，其特徵在於：所述方法還包括將所述鋅合 金進行機械加工的步驟； 所述機械加工為軋制、鍛造、快速凝固和擠壓中至少一種。
6. 根據權利要求5所述鋅合金的製備方法，其特徵在於： 所述軋制包括依次進行熱軋和精軋，所述熱軋在200?30(TC下進行，所述精軋在 150?250 °C下進行，所述鋅合金被乳至1?3mm ; 所述鍛造包括將所述鋅合金在150?200°C的條件下進行保溫以及在200?300°C的 條件下進行鍛造的步驟，所述保溫的時間為3?50小時，所述鍛造的速率不小於350mm/s ; 所述擠壓的溫度為150?250°C，擠壓比為10?70 ; 所述快速凝固包括如下步驟：在Ar氣保護下，採用高真空快淬系統製備快速凝固薄 帶，然後將所述薄帶破碎成粉末狀，然後在200?350°C的條件下，真空熱壓1?24h。
7. -種權利要求1-3中任一項所述鋅合金的製備方法，包括如下步驟：將所述Zn、所述 Mg和所述微量元素按照下述1)和2)中任一種方式進行混合得到混合物； 1. Zn 和 Mg ; 2. Zn、Mg和微量元素； 按照下述a)或b)的步驟即得到所述鋅合金； a) 在CO2和SF6氣氛保護下，將所述混合物進行燒結，經冷卻後即得所述鋅合金； b) 在CO2和SF6氣氛保護下，將所述混合物進行燒結，經冷卻後塗覆所述可降解高分子 塗層、所述陶瓷塗層或所述藥物塗層即得所述鋅合金； 所述燒結為下述任一種方法：元素粉末混合燒結法、預合金粉燒結法和自蔓延高溫合 成法。
8. 權利要求1-3中任一項所述鋅合金在製備可體液降解醫用植入體中的應用。
9. 根據權利要求8所述的應用，其特徵在於：所述應用表現為下述I)-4)中任一種： 1) 所述鋅合金促進骨組織的修復； 2) 所述鋅合金的抗凝血性能； 3) 所述鋅合金的細胞相容性； 4) 所述鋅合金促進骨組織的生成。
10. -種可體液降解醫用植入體，其由權利要求1-3中任一項所述鋅合金製備得到。
【文檔編號】A61L31/02GK104212998SQ201410415524
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月21日 優先權日:2014年8月21日
【發明者】鄭玉峰, 李華芳, 秦嶺 申請人:北京大學