骨缺损修复用的梯度多孔镁合金材料及压铸装置制造方法及图纸

骨缺损修复用的梯度多孔镁合金材料，由以下质量百分比的组分组成：Zr 0.8‑1.9％，Ca 1.2‑4.8％，C 4.1‑7.7％，Al 1.6‑2.3％，Zn 5.7‑8.2％，Fe 5.4‑9％，余量为Mg。本发明专利技术提供的镁合金材料通过镁合金材料中的孔隙，使镁合金材料修复骨缺损部位具有一定强度，体液进入孔隙中，伴随骨组织愈合，镁合金缓慢降解，同时镁合金材料外部与骨面相反的一侧包覆Al2O3防止镁合金材料与骨面过多磨损。

【技术实现步骤摘要】
骨缺损修复用的梯度多孔镁合金材料及压铸装置
本专利技术涉及医疗器械
，特别涉及骨缺损修复用的梯度多孔镁合金材料。
技术介绍
用于人体硬组织修复或替换的外科植入材料，在临床上有广泛的应用需求。具有良好生物相容性、可降解体内可吸收的镁合金是近年来研究的热点。在生物材料和医疗器械中，最具有应用前景的是骨、牙和关节等硬组织的修复和替换材料。主要原因是：镁具有良好的生物相容性、可完全降解不需二次手术、镁合金的密度与人骨相差不大，弹性模量与骨接近等优点，避免应力遮挡效应。目前的镁合金材料在制作过程中，由于镁及镁合金化学性质比较活泼，容易和其他物质发生化学反应而变性。
技术实现思路
本专利技术提供一种骨缺损修复用的梯度多孔镁合金材料，用以解决镁合金材料在制作过程中容易发生变性的缺陷。为了克服上述
技术介绍
的缺陷，本专利技术提供了骨缺损修复用的梯度多孔镁合金材料，由以下质量百分比的组分组成：Zr0.8-1.9％，Ca1.2-4.8％，C4.1-7.7％，Al1.6-2.3％，Zn5.7-8.2％，Fe5.4-9％，余量为Mg；镁合金材料内部包括若干孔隙，镁合金材料外部与骨面相反的一侧包覆Al2O3。为了促进人体细胞在镁合金材料中生长，优选的技术方案为，孔隙分为主孔和副孔，主孔的孔径为100-800微米，副孔的孔径为10-80微米。为了制备多孔镁合金材料，本专利技术提供了一种梯度多孔镁合金材料的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：取Mg-Ca、Mg-Zn粉末与NaHCO3混合，得到混合物，Mg-Ca粉末含量为4.8％-12％，Mg-Zn粉末含量为80％-85％，NaHCO3的含量为3％-15.2％；步骤S2：将步骤S1所得的混合物放入球磨机中通入惰性气氛保护进行球磨，球磨时间8-10h；步骤S3：首先装料以第一压力压制孔隙最小部分，第一压力压制完对压制好的混合物进行加热，然后装料以第二压力压制孔隙中等部分，第二压力压制完对压制好的混合物进行加热，最后装料以第三压力压制孔隙中等部分，第三压力压制完对压制好的混合物进行加热，第一压力、第二压力、第三压力的大小逐渐减小；步骤S4：将步骤S3压制好的预制体进行真空烧结，温度控制在600-680℃，得到梯度多孔镁合金材料。为了提高镁合金材料的韧性，优选的技术方案为，还包括如下步骤：步骤S5：将烧结好的镁合金材料放入渗碳炉中，然后抽真空到10-4Pa；步骤S6：通过第一催化管通入渗碳气体，第一催渗剂组成的质量比为碳酸镧：氧化铈：碳酸钙：乙醇＝(4-5.5)：(1-1.5)：(5-7)：(11-14)，第一催渗剂附着在镁合金材料上，加热至420-560℃，保温4-5h；步骤S7：通过第一催化管通入渗碳气体，第二催渗剂组成的质量比为碳酸镧：碳酸钙：乙醇＝(2-4.5)：(3-5)：(11-14)，第二催渗剂附着在镁合金材料上，降温至320-360℃，保温6-7h；步骤S8：最后将渗碳炉抽真空，充入惰性气氛保护，保温18h。为了提高镁合金材料外部侧面的耐磨性，优选的技术方案为，还包括如下步骤：步骤S9：将质量比为乙醇：环氧树脂：透明釉料：硅粉：碳化硅：二氧化硅＝(16-18)：(8-10)：(4-8)：(40-65)：(15-20)的组分进行混合；S10：将步骤S8制得的镁合金材料对应骨面的侧面浸入步骤S9制得的混合物中，充分接触2min；S11：将步骤S10粘有S9制得的混合物的镁合金材料放入烧结炉中，升温至700-800℃，烧制时间70-90min。为了制备上述多孔镁合金材料，本专利技术提供了一种用于制造梯度多孔镁合金材料的压铸装置，包括基板、压铸腔和压铸板，压铸腔顶部固定连接基板，压铸腔侧面设置放料门，压铸腔内设置压铸板，基板上固定设置液压杆，液压杆与压铸板中间固定连接。为了使压铸板滑动更平稳，优选的技术方案为，压铸腔内部朝向液压杆一端的侧壁四角均固定设置导向块，压铸板四角均朝外垂直固定设置第一导向杆，第一导向杆穿过导向块，第一导向杆可在导向块中滑动。为了对镁合金材料压铸的同时进行加热形成多孔，优选的技术方案为，压铸腔外侧套设加热筒，加热筒内壁固定设置加热板，压铸腔外侧沿第一导向杆方向的四个边线设置滑杆，滑杆两端与压铸腔固定连接，加热筒外侧对应滑杆的侧边设置滑块，滑杆穿过滑块，滑块可在滑杆上滑动。为了更方便调节加热筒的加热位置，优选的技术方案为，加热筒靠近液压杆一端的四角对应第一导向杆位置通过轴承固定设置第二导向杆，轴承外圈与加热筒固定连接，轴承内圈与第二导向杆固定连接，第二导向杆与第一导向杆平行并朝液压杆方向延伸，第二导向杆上设置连动块，连动块与第二导向杆通过螺纹连接，连动块与第一导向杆的端部固定连接；第二导向杆靠近加热筒的一端固定设置第一齿轮，加热筒对应第二导向杆位置固定设置驱动电机，驱动电机的输出端固定连接第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮啮合。为了使放料门与压铸腔配合更稳定，优选的技术方案为，压铸腔长度方向的侧面上端均匀设置若干底座，每个底座上均铰接设置锁定杆，锁定杆转动后可卡在放料门上，锁定杆靠近底座一端的外侧设置驱动杆，压铸腔侧壁对应驱动杆底端设置伸缩杆，驱动杆底端设置长条孔，伸缩杆的伸缩端与长条孔铰接；锁定杆顶端朝向放料门中心方向的侧面设置定位孔，放料门顶端设置定位圈，定位圈外侧面对应定位孔位置设置定位杆，当锁定杆卡在罐盖上后，定位杆插入定位孔中。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的镁合金材料通过镁合金材料中的孔隙，使镁合金材料修复骨缺损部位具有一定强度，体液进入孔隙中，伴随骨组织愈合，镁合金缓慢降解，同时镁合金材料外部与骨面相反的一侧包覆Al2O3防止镁合金材料与骨面过多磨损。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术镁合金材料结构示意图；图2为本专利技术压铸装置的结构示意图之一；图3为本专利技术压铸装置的结构示意图之二；图4为本专利技术压铸装置的侧面结构示意图；图5为本专利技术压铸装置中放料门与压铸腔的结构示意图；图6为本专利技术压铸装置另一实施例的整体结构示意图图；图7为本专利技术压铸装置另一实施例中震动块的剖视图；图8为本专利技术压铸装置另一实施例中气囊的剖视图；其中，10-压铸腔；11-基板；12-压铸板；13-液压杆；14-导向块；141-第一导向杆；15-加热筒；151-加热板；16-滑杆；161-滑块；17-第二导向杆；171-连动块；172-第一齿轮；18-驱动电机；20-底座；21-锁定杆；22-驱动杆；23-伸缩杆；24-长条孔；25-定位孔；26-定位圈；27-定位杆；31-滑动通孔；32-震动块；33-支架；34-气囊；35-散气孔；36-进气孔；37-高压气罐；38-肋板。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.骨缺损修复用的梯度多孔镁合金材料，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：Zr0.8‑1.9％，Ca1.2‑4.8％，C4.1‑7.7％，Al1.6‑2.3％，Zn5.7‑8.2％，Fe5.4‑9％，余量为Mg；镁合金材料内部包括若干孔隙，镁合金材料外部与骨面相反的一侧包覆Al2O3。

【技术特征摘要】
1.骨缺损修复用的梯度多孔镁合金材料，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：Zr0.8-1.9％，Ca1.2-4.8％，C4.1-7.7％，Al1.6-2.3％，Zn5.7-8.2％，Fe5.4-9％，余量为Mg；镁合金材料内部包括若干孔隙，镁合金材料外部与骨面相反的一侧包覆Al2O3。2.如权利要求1所述的骨缺损修复用的梯度多孔镁合金材料，其特征在于，孔隙分为主孔和副孔，主孔的孔径为100-800微米，副孔的孔径为10-80微米。3.一种梯度多孔镁合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：取Mg-Ca、Mg-Zn粉末与NaHCO3混合，得到混合物，Mg-Ca粉末含量为4.8％-12％，Mg-Zn粉末含量为80％-85％，NaHCO3的含量为3％-15.2％；步骤S2：将步骤S1所得的混合物放入球磨机中通入惰性气氛保护进行球磨，球磨时间8-10h；步骤S3：首先装料以第一压力压制孔隙最小部分，第一压力压制完对压制好的混合物进行加热，然后装料以第二压力压制孔隙中等部分，第二压力压制完对压制好的混合物进行加热，最后装料以第三压力压制孔隙中等部分，第三压力压制完对压制好的混合物进行加热，第一压力、第二压力、第三压力的大小逐渐减小；步骤S4：将步骤S3压制好的预制体进行真空烧结，温度控制在600-680℃，得到梯度多孔镁合金材料。4.根据权利要求3所述的一种梯度多孔镁合金材料的制备方法，其特征在于，还包括如下步骤：步骤S5：将烧结好的镁合金材料放入渗碳炉中，然后抽真空到10-4Pa；步骤S6：通过第一催化管通入渗碳气体，第一催渗剂组成的质量比为碳酸镧：氧化铈：碳酸钙：乙醇＝4-5.5：1-1.5：5-7：11-14，第一催渗剂附着在镁合金材料上，加热至420-560℃，保温4-5h；步骤S7：通过第一催化管通入渗碳气体，第二催渗剂组成的质量比为碳酸镧：碳酸钙：乙醇＝2-4.5：3-5：11-14，第二催渗剂附着在镁合金材料上，降温至320-360℃，保温6-7h；步骤S8：最后将渗碳炉抽真空，充入惰性气氛保护，保温18h。5.根据权利要求4所述的一种梯度多孔镁合金材料的制备方法，其特征在于，还包括如下步骤：步骤S9：将质量比为乙醇：环氧树脂：透明釉料：硅粉：碳化硅：二氧化硅：Al2O3＝16-18：8-10：4-8：40-65：15-20：20-35的组分进行混合；S10：将步骤S8制得的镁合金材料对应骨面的侧面浸入步骤S9制得的混合物中，充分接触2min；S11：将步骤S10粘有S9制得的混合物的镁合金材料放入烧结炉中，升温至700-800℃，烧制时间70-90min。6.一种用于制造如权利要求3所述的梯度多孔镁合金材料的压铸装置，其特征在于，包括基板(11)...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴军，于帮龙，杨莉，张尧成，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32