一种Zn-Ca系锌合金及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种Zn-Ca系锌合金及其制备方法与应用。本发明专利技术锌合金包括Zn和Ca；以重量百分比计，所述锌合金中Ca的质量百分数为0～30％，但不包括0。所述锌合金中还包括微量元素，所述微量元素为硅、磷、锂、银、锡和稀土元素中的至少一种；所述锌合金中，所述微量元素的质量百分含量为0～3％，但不包括0。本发明专利技术Zn-Ca系锌合金的力学性质符合医用植入体材料的强度和韧性的要求、无毒、具备良好的组织相容性和血液相容性，同时又可体液降解，溶出的金属离子能被生物体吸收利用促进骨生长或代谢排除体外，可应用于医用植入体的制备。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种Zn-Ca系锌合金及其制备方法与应用。本专利技术锌合金包括Zn和Ca；以重量百分比计，所述锌合金中Ca的质量百分数为0～30％，但不包括0。所述锌合金中还包括微量元素，所述微量元素为硅、磷、锂、银、锡和稀土元素中的至少一种；所述锌合金中，所述微量元素的质量百分含量为0～3％，但不包括0。本专利技术Zn-Ca系锌合金的力学性质符合医用植入体材料的强度和韧性的要求、无毒、具备良好的组织相容性和血液相容性，同时又可体液降解，溶出的金属离子能被生物体吸收利用促进骨生长或代谢排除体外，可应用于医用植入体的制备。【专利说明】-种Zn-Ca系锌合金及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种Zn-Ca系锌合金及其制备方法与应用，具体涉及一种Zn-Ca系锌 合金及其制备方法与在制备可体液降解医用植入体中的应用，属于医用金属材料制备技术 领域。
技术介绍
目前用于临床的生物医用材料主要有生物医用金属材料、无机材料、高分子材料、 复合材料及仿生材料等。医用金属材料与高分子材料和陶瓷材料相比，具有较高的强度、 韧性和加工性能，因此应用最为广泛。如：316L、317L、304V不锈钢、Co-Cr-Mo合金、纯钛、 Ti-6A1-4V、TiNi合金等。这些材料在人体内不可降解，为永久性植入，当植入体在人体内 的服役期满后，必须通过二次手术取出，从而给患者带来不必要的生理痛苦及经济负担。 随着医学和材料科学的发展，对于一些需要临时服役的材料，如缝合线、骨折固定 板，血管支架、胆道支架等，人们希望植入体内的材料只是起到暂时替代的作用，并随着组 织或器官的再生而逐渐降解吸收，以最大的限度地减少材料对机体的长期影响。由于生物 降解性材料容易在生物体内与体液等介质相互作用逐渐降解，其分解产物可以代谢，并最 终排出体外，无需二次手术取出，因而越来越受到人们的重视，已成为当前国际生物材料领 域的前沿与研究热点。 目前临床常用的可生物降解材料主要为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虽能够完全被人体吸收，但强度低，很难提供结构支撑的功能； 可生物降解陶瓷的缺点是韧性差，无法协调变形。 近年来，可降解生物医用镁合金材料成为研究热点之一，开发了一系列的生物医 用可降解镁合金，如AZ31、WE43、Mg-Ca等，尽管镁合金作为生物材料有着诱人的应用前景， 然而研究发现镁合金存在腐蚀速度过快，在组织器官没有充分愈合之前，植入物便很快会 丧失它的机械完整性，因而有必要开发新型可降解合金已满足临床需求。 与镁及镁合金相同，金属锌及其合金由于化学性质活泼、易于腐蚀常常被用作腐 蚀保护中被牺牲的阳极材料。但与镁相比，金属锌及其合金具有更高的腐蚀电位，因而相比 镁合金来说金属锌及其合金腐蚀速率减慢，因而更加符合临床需求，有望发展成为新型生 物医用可降解植入材料及器件。 人体正常含锌量为2-3克。锌是体内数十种酶的主要成分。锌分布于绝大部分器 官与组织中，其中肝脏、肌肉和骨骼中含量较高。锌在人体中虽为微量元素，但作用却非常 之大。有"生命的火花塞"之称。（1)锌与各种骨基质合成酶有关，它能够参与骨形成与骨 重建。当锌缺乏时，骨中多种含锌酶的活性下降，骨的生长受到抑制；（2)锌是生物膜的关 键组成部分，其在维持2000多种转录因子和300多种酶的结构和功能中具有重要作用；（3) 锌能够迅速进入内皮细胞，维持内皮细胞的完整性，降低血管对动脉粥样硬化的易感性； (4)锌可以保护心肌细胞避免急性氧化应激以及心肌损伤引起的炎性反应；（5)锌能够积 极参与核酸蛋白合成，加速创伤愈合；(6)此外，锌还与体内各种细胞代谢作用密切相关， 如糖代谢、脂类代谢和抗衰老等。锌缺乏会导致动脉硬化、心率失常与衰竭、脑功能畸形、免 疫力低下、下痢、食欲不振、生长减缓、掉发、夜盲、前列腺肥大、男性生殖功能减退、贫血等。 成人每日需补充15-25mg锌。 I丐是一种生命必需元素，也是人体中含量最高金属元素。正常的情况下成人体内 钙含量约为1000-1250g，其中约99%存在于骨骼和牙齿中，主要以羟磷灰石结晶的形式存 在，维持骨和牙齿具有坚硬的结构和支架。另外约1 %的钙常以游离的或结合的离子状态存 在于软组织细胞外液及血液中，为混溶钙池。混溶钙池与骨骼中的钙维持着动态平衡，即骨 中的钙不断地从破骨细胞中释放出进入混溶钙池，保证血浆钙浓度维持恒定；而混溶钙池 中的钙又不断地沉积于骨中，从而使骨骼中的钙不断得以补充更新，即为骨更新。钙在机体 各种生理和生化过程中起重要的作用。（1)维持细胞的正常生理状态。细胞内的钙离子是 细胞对刺激产生反应的媒介。钙和受体钙等共同调节机体许多重要的生理功能，包括骨骼 肌和心肌的收缩，平滑肌及非肌肉细胞活动及神经兴奋的维持。钙离子对神经、肌肉的兴奋 和神经冲动的传导有重要作用。缺钙时人体会出现神经传导阻滞和肌张力异常等症状。钙 离子对细胞的粘着、细胞膜功能的维持有重要作用。细胞膜既是细胞内容物的屏障，更是各 种必需营养物质和氧气进入细胞的载体。正常含量的钙离子能保证细胞膜顺利地把营养物 质"泵"到细胞内。（2)降低毛细血管和细胞膜的通透性，防止渗出，控制炎症和水肿；（3) 参与血凝过程，凝血因子VI即是Ca 2+，缺钙时，血凝发生障碍，人体会出现牙龈出血、皮下 出血点、不规则子宫出血、月经过多、尿血、呕血等症状；（4)参与体内许多酶系统（如：ATP 酶、琥珀酸脱氨酶、脂肪酶和蛋白分解酶等）的激活；（5)对参与细胞代谢的大分子合成、转 变的酶有调节作用；(6)钙离子对人体内分泌腺激素的分泌有决定性作用，对维持循环、呼 吸、消化、泌尿、神经、内分泌、生殖等系统器官的功能至关重要。（7)维持体液酸碱平衡等功 能。缺钙会导致骨质疏松，软骨病，神经松弛，抽搐，凝血机制差，腰腿酸痛等病症。成人每 日需要补充600-1000mg钙。 目前国内外还没有文献和专利报道Zn-Ca系合金的合成及性能，并提出将Zn-Ca 系合金用作可降解生物医用材料使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种Zn-Ca系锌合金及其制备方法与应用，具体涉及一种 Zn-Ca系锌合金及其制备方法与在制备可体液降解医用植入体中的应用。本专利技术制备的锌 合金力学性能优异，能够在体内提供长期有效的支撑力，具有优异的细胞相容性、血液相容 性和组织、器官相容性，可用于生物医用植入的制备。 本专利技术提供的Zn-Ca系锌合金，包括Zn和Ca ; 以重量百分比计,所述锌合金中Ca的质量百分数为0?30%,但不包括0。 上述锌合金中还包括微量元素，所述微量元素为娃、磷、锂、银、锡和稀土元素中的 至少一种； 所述锌合金中，所述微量元素的质量百分含量为0?3%,但不包括0。 上述锌合金的表面还可涂覆有可降解高分子涂层、陶瓷涂层或药物涂层； 所述可降解高分子涂层、所述陶瓷涂层和所述药物涂层的厚度均可为0. 01? 5mm 〇 所述可降解高分子涂层的制备材料可为下述1)和2)中至少一种： 1)聚己酸内酯（PCL)、聚乳酸（PLA)、聚羟基乙酸（PGA)、L-聚乳酸（PLLA)、聚氰基 丙烯酸酯（PA本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Zn‑Ca系锌合金，其特征在于：所述锌合金包括Zn和Ca；以重量百分比计，所述锌合金中Ca的质量百分数为0～30％，但不包括0。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑玉峰，李华芳，秦岭，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11