一种制造技术

本发明专利技术涉及生物金属材料，具体涉及一种

【技术实现步骤摘要】
一种Mg
‑
Zn
‑
Cu合金丝材及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及生物金属材料，具体涉及一种
Mg
‑
Zn
‑
Cu
合金丝材及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]随着人口老龄化进程加快以及各种疾病的发生，生物医用植入材料在外科手术中的需求日益增多
。
外科手术主要是以切除和重建为主，胃肠吻合是消化道重建手术中最重要的关键技术，直接影响手术效果及患者术后的恢复情况
。
胃肠吻合技术发展到现在，吻合方式经历了手工吻合到机器吻合和无线吻合，吻合钉的材料也慢慢由不可降解材料转变为可降解材料
。
目前胃肠吻合手术中使用的吻合钉大多数为金属钛或钛合金，钛及钛合金有着化学性质稳定
、
无毒性
、
无排异反应和力学性能高等优点，但是，正因为其化学性质稳定而长期存留在人体内，无法通过正常的生理代谢排出体内，会对患者生理和心理都造成不良影响
。
[0003]如何解决钛吻合钉在体内残留问题是吻合技术研究的重点与热点，近年来，镁合金由于生物相容性好
、
人体内可降解和优异的力学性能等优点在医疗器械领域受到了广泛的关注和研究
。
镁合金丝材取代钛吻合钉应用于胃肠吻合受到越来越多研究者的关注
。
将镁合金丝材应用于吻合手术中，由于镁及镁合金的密度为
1.74
～
2.0g/cm3，故吻合手术中镁合金用量少
。
同时，伤口愈合时间快
(
通常情况下胃肠吻合伤口1～2周愈合
)
，镁合金丝材服役时间短
。
尽管镁合金丝材有着这些优点，但是，伤口吻合后吻合钉需要承受一定的压力，同时，也会受到体液的腐蚀
。
因此，镁合金丝材需要具备良好的力学性能以及可控的降解速率
。
[0004]向镁基体中加入一定量的锌元素与铜元素，锌元素是人体内必需元素，有研究表明锌元素在人体中参与多种生物机理反应，多余的锌元素很容易被机体吸收而不损害器官
。
此外，适量的锌元素固溶于镁合金中能够提高镁合金的强度，但是，过高的
Zn
含量会导致镁合金的耐蚀性下降
。
同时，由于铜元素的存在，不仅可以提高材料的强度，也使该可降解生物镁合金具有一定的抗菌性能
。
当铜元素含量过高，会加快材料的降解速率，同时，铜含量过高，对人体有一定的细胞毒性
。
中国专利
CN 116397146A
公开了一种可降解高相容性镁合金吻合钉材料
Mg
‑
Zn
‑
Cu
，其
Cu
的质量分数最高达5％，降解速度太快，无法满足组织愈合的需要，不适合作为可降解医用材料
。
[0005]镁合金丝材作为新型吻合钉开发的重要原材料，其对丝材的尺寸精度要求很高
。
目前针对这种镁合金丝材的加工方式主要是冷拉拔
。
对金属坯料施加拉力，使之通过模孔以获得与模孔截面尺寸
、
形状相同制品的塑性加工方法称为拉拔
。
其优点是制品表面光洁
、
尺寸精确
。
但在冷拉拔过程中，由于镁合金室成形性差，极易产生裂纹
。
同时，由于冷拉拔单道次变形量小，退火频繁，拉拔成形的生产效率低，成本高
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种
Mg
‑
Zn
‑
Cu
合金丝材及其制备方法和应用，其通过添加适量的
Zn
元素和
Cu
元素，使材料获得良好的力学性能与可控的降解性能
。
同时制备方法效率高
、
成本低，使得大批量工业化生产
。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种
Mg
‑
Zn
‑
Cu
合金丝材，其按重量百分比计包括如下组分：
1.0
～
4.0
％的
Zn
，
0.1
～
0.6
％的
Cu
，余量为
Mg
和不可避免的杂质
。
[0009]进一步，不可避免的杂质中
Fe
含量不超过
0.01
％，
Ni
含量不超过
0.001
％
。
[0010]第二方面，本专利技术提供了一种
Mg
‑
Zn
‑
Cu
合金丝材的制备方法，所述方法为：将棒状坯料加热至设定温度，然后按设定拉拔速度进行热拉拔，制得
Mg
‑
Zn
‑
Cu
合金丝材；所述棒状坯料按重量百分比计包括如下组分：
1.0
～
4.0
％的
Zn
，
0.1
～
0.6
％的
Cu
，余量为
Mg
和不可避免的杂质
。
[0011]进一步，棒状坯料的加热装置和拉拔装置顺序布置，加热装置的出料口与拉拔装置的入料口连接
。
[0012]进一步，设定温度为
200
～
500℃
，设定拉拔速度为1～
5mm/s。
[0013]第三方面，本专利技术提供了上述
Mg
‑
Zn
‑
Cu
合金丝材在生物医用植入材料中的应用
。
[0014]本专利技术的有益效果：
[0015]1、
本专利技术通过限定
Zn
元素和
Cu
元素含量，使得镁合金中含有较高含量的
Zn
与
Cu
元素，会增加组织中的第二相，从而降低材料的耐蚀性，即使得材料具备一定的降解性能
。
适量的锌元素固溶于镁合金中能够提高镁合金的强度，但是，过高的
Zn
含量会导致镁合金的耐蚀性大幅下降
。
同时，添加低含量的即
0.1
～
0.6
％的
Cu
元素，避免过高的降解速率与细胞毒性
。
因此，本专利技术通过控制锌元素与铜元素的比例，使材料满足吻合钉使用的力学性能要求，同时，也能获得与吻合钉服役时间相匹配的降解速率
。
[0016]2、
本专利技术提供了一种
Mg
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
Mg
‑
Zn
‑
Cu
合金丝材，其特征在于，按重量百分比计包括如下组分：
1.0~4.0%
的
Zn
，
0.1~0.6%
的
Cu
，余量为
Mg
和不可避免的杂质
。2.
根据权利要求1所述的
Mg
‑
Zn
‑
Cu
合金丝材，其特征在于：不可避免的杂质中
Fe
含量不超过
0.01%
，
Ni
含量不超过
0.001%。3.
一种
Mg
‑
Zn
‑
Cu
合金丝材的制备方法，其特征在于：将棒状坯料加热至设定温度，然后按设定拉拔速度进行热拉拔，制得
Mg
‑
Zn
‑
Cu...

【专利技术属性】
技术研发人员：佘加，罗滔，吴雄，王森巍，杜成奥，牛恩赐，欧阳思慧，汤爱涛，陈先华，乔丽英，王勇，潘复生，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：