本发明专利技术涉及一种生物医用材料领域的生物体内可降解Ｍｇ－Ｍｎ－Ｃａ三元镁合金材料。本发明专利技术组分及重量百分比为：Ｍｎ ０．０１－１０％，Ｃａ ０．０１－１０％，余量为Ｍｇ。本发明专利技术是一种由人体必须元素Ｍｇ、Ｍｎ、Ｃａ组成的生物医用可降解多元镁合金体系，采用高纯度原材料和高洁净度熔炼技术制造，利用镁在水介质中的化学反应转变为镁离子，镁离子通过体内的吸收和肾脏的代谢来调节平衡，从而使镁合金材料在体内被逐渐降解吸收。本发明专利技术的材料具有良好的生物相容性和力学性能，可以应用在血管介入治疗的支架以及可降解骨钉、骨板等医学领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种生物医用材料领域的三元镁合金，具体的说，是一种生物体 内可吸收Mg-Mn-Ca三元镁合金材料。技术背景生物体内可降解吸收材料是生物材料领域一个非常重要的发展方向。当前临 床使用的材料多为钛合金、不锈钢、钴合金等，这些合金弹性模量远高于人骨， 引起应力遮挡效应，而且会释放镍等毒性离子或粒子，引起慢性炎症，同时这些 植入物是永久性植入，作为固定材料，骨科疾病痊愈后，必须经过二次手术取出， 增加了患者的经济负担和痛苦。可降解材料是解决现有问题的一个有效方法。 目前常用生物体内可降解吸收材料主要是高分子材料和某些陶瓷材料，如聚乳 酸、羟基磷灰石等。聚合物材料的力学性能比较低，而陶瓷材料的韧性比较差。 金属材料则具有良好的综合性能。因此，发展可降解的金属基体内可吸收材料意 义重大。镁是地球上储量最丰富的元素之一，也是人体内第四位、细胞内第二位 丰富的阳离子，对人体神经、肌肉、心脏功能具有至关重要的作用，镁缺乏会引 起严重的心律失常、高血压，特别会导致动脉硬化、心肌梗死甚至猝死。镁是人 体不可缺少的重要营养元素，可以促进骨骼的形成，与人体300多种酶的活性有 关，参与人体新陈代谢，并通过调节DNA和RNA的结构而对蛋白质合成起到关键 作用。人体通过肠道吸收和肾脏排泄调节体内镁元素的平衡，因此一般情况下不 会由于镁过量导致疾病。同时镁合金与人骨密度、弹性模量都非常接近。所以， 镁合金具有良好的生物安全性基础，是一种非常有前途的可降解金属植入材料， 并且国内外多家研究机构对镁合金的生物降解性能及生物安全性进行了探索。经对现有技术的文献检索发现，Li等人在《Biomaterials》杂志2008年29 巻1329-1344页报道了Mg-Ca合金，发现具有较好的生物相容性，但与其他镁合 金，如稀土镁合金、含铝镁合金等相比腐蚀速率较快。Al元素具有神经毒性， 而稀土元素则被认为会产生累积毒性。Mn元素是人体必须微量元素，对维持人 体生命活动具有重要作用。同时Mn可以降低镁合金的腐蚀降解速率。为改善合 金降解速率，使其满足应用要求，并具有良好的生物相容性，故将Mg-Mn-Ca合 金作为一种新型的可降解生物医用材料，目前尚未发现将Mg-Mn-Ca合金用于生 物医用领域的报道。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提出一种生物体内可吸收Mg-Mn-Ca三元镁合 金材料，利用镁合金在水溶液中容易被腐蚀转化为镁离子，从而是镁合金在人体 内被逐渐降解吸收。本专利技术具有良好的生物相容性基础，可用于骨钉骨板等骨科 器械，亦可用于心血管支架的介入治疗等许多医疗领域。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术所述的生物体内可吸收 Mg-Mn-Ca三元镁合金材料，包含的组分及其百分比为Mn 0.01-10%， Ca 0.01-10°/。，余量为Mg。为获得更好的力学和生物腐蚀性能，重量百分比可以定为Mn 1.5±0. 1%， Ca 0.8±0. 1%，余量为Mg，在该范围内，本专利技术的镁合金抗拉强度达280MPa， 延伸率在15%以上。强度和塑性的优良结合可以保证材料的形变加工和医疗应用 的要求。同时，该材料在生物体液或血液环境中生物学腐蚀性能良好，可以满足 临床对力学性能保持时间的需要。本专利技术的Mg-Mn-Ca三元镁合金材料采用高纯度原材料和高洁净度熔炼技术 制造。原材料中Mg纯度高于99.99。/。， Mn纯度高于99.8。/。， Ca纯度高于99. 75%。 熔炼过程采用惰性气体氩气保护，并使用高纯石墨坩埚或钛坩埚熔炼。熔炼温度 在75(TC左右。然后在专用模具中浇注成铸锭。铸锭经过热处理和形变加工制成 做需要的型材，从型材制造各种医疗器械。本专利技术是一种由人体必须元素Mg、 Mn、 Ca组成的生物医用可降解多元镁合 金体系，从而使镁合金材料在体内被逐渐降解吸收。本专利技术所含元素都具有生物 安全性，可以改善镁合金降解速率和力学性能，由它们组成的合金体系具有良好 的生物相容性和力学性能，可以较好地满足血管支架、骨钉、骨板等医疗领域对 材料综合力学性能和生物学安全性的要求。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限 于下述的实施例。 实施例1三元Mg-Mn-Ca合金，重量百分比Mn含量为1. 5%， Ca为0. 8%，原材料Mg 纯度大于99.99%， Mn纯度高于99.8。/。， Ca纯度高于99. 75%。经过氩气保护下的 高洁净度熔炼和浇铸，再经过热处理和变形加工后制备成型材。按照国际标准ISO-10993-5(IS0-10993-5: biological evaluation of medical devices-part 5: tests for cytotoxicity: in vitro methods, ANSI/AAMI， Arlington, VA; 1999.),细胞毒性为0级。按照国际标准ISO 10993-4:2002 (ISO 10993-4:2002 Amd 1 Biological evaluation of medical devices - Part 4: Selection of tests for interactions with blood)， 测 试出凝血率为2.7%。抗拉强度为300MPa，塑性为20%。在模拟体液中可以逐渐 被腐蚀降解，降解速率为0. 01mg/cm7h。该材料具有良好的生物相容性、力学性 能和降解性能。实施例2三元Mg-Mn-Ca合金，重量百分比Mn含量为0. 01%， Ca为0. 01%，原材料Mg 纯度大于99.99%， Mn纯度高于99. 8%， Ca纯度高于99. 75%。经过氩气保护下的 高洁净度熔炼和浇铸，再经过热处理和变形加工后制备成型材。按照国际标准ISO-10993-5(ISO-10993-5: biological evaluation of medical devices-part 5: tests for cytotoxicity: in vitro methods, ANSI/AAMI, Arlington, VA; 1999.)，细胞毒性为0级。按照国际标准ISO 10993-4:2002 (ISO 10993-4:2002 Amd 1 Biological evaluation of medical devices - Part 4: Selection of tests for interactions with blood), 测 试出凝血率为3%。抗拉强度为270MPa，塑性为19%。在模拟体液中可以逐渐被 腐蚀降解，降解速率为0. 06mg/cm7h。该材料具有良好的生物相容性、力学性能 和降解性能。实施例3三元Mg-Mn-Ca合金，重量百分比Mn含量为0. 01%， Ca为5%，原材料Mg纯 度大于99.99%， Mn纯度高于99.8。/。， Ca纯度高于99. 75%。经过氩气保护下的高洁净度熔炼和浇铸，再经过热处理和变形加工后制备成型材。按照国际标准ISO-10993-5(ISO-10993-5: bio本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生物体内可降解Ｍｇ－Ｍｎ－Ｃａ三元镁合金材料，其特征在于，包含的组分及其重量百分比为：Ｍｎ０．０１－１０％，Ｃａ０．０１－１０％，余量为Ｍｇ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张绍翔，赵常利，张小农，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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