一種生物醫用可降解制造技術

本發明專利技術公開了一種生物醫用可降解

【技術實現步驟摘要】
一種生物醫用可降解Mn基合金及其制備方法和應用


[0001]本專利技術涉及外科用品的材料
，尤其涉及一種生物醫用可降解
Mn
基合金及其制備方法和應用
。

技術介紹

[0002]常見的
316L
不銹鋼
、
鈷鉻合金和鈦合金等不可降解生物醫用金屬植入患者體內后常因其不可降解的特性而引起諸多不良事件，如在患者血管中植入
316L
不銹鋼支架后，患者常發生支架內再狹窄
、
支架內血栓形成和血管造影晚期管腔損失等并發癥
。
可降解生物醫用金屬具有可降解的特點，其在植入患者體內后將提供臨時機械支持，并在協助患者受損組織恢復的過程中逐漸腐蝕降解，避免植入物長期殘留于體內而造成諸多不良影響
。
[0003]常見的可降解生物醫用金屬主要有
Mg
合金
、Zn
合金和
Fe
合金三種
。Mg
是人體微量必需元素，
Mg
離子可抑制異常神經興奮，降低動脈粥樣硬化發生率；但
Mg
合金塑性差
、
脆性大
、
降解不均勻且速率快，用其制作的血管支架等植入物在體內易較早開裂和坍塌，從而過早地喪失其支撐功能
。Zn
是人體微量必需元素，在細胞增殖和骨修復中起著重要作用
。Zn
合金血管支架植入體內后能保持6個月的機械完整性，在植入體內后
12
個月內完全降解；支架完全降解前后血管無明顯的血栓形成
、
內膜增生和組織炎癥發生
。
然而，
Zn
合金抗拉強度較低，用其制造的植入物往往不能提供足夠的機械支持；且高濃度
Zn
離子會抑制血管平滑肌細胞的增殖和遷移
。Fe
是人體必需元素，具有很好的生物相容性，在體內不會導致
H
離子過度釋放和
PH
值的顯著增加，對局部微環境的改變少
。Fe
基合金彈性模量
、
徑向支撐強度和延性適當，成形性較好，易鍛造成各種特殊形狀
。
[0004]例如中國專利
CN108677099A
提供了一種醫用可降解
Fe
?
Mn
?
Ag
合金材料及制備與應用，各種組元化學成分按照重量百分比為：
Mn
：
30
％，
Ag
：2～
10
％，其余為鐵
。
該專利技術利用
Fe30Mn
合金在人體環境中可發生腐蝕而進行生物降解的特性，在合金中加入正電位抗菌元素
Ag
，通過真空電弧熔煉
、
銅模冷卻快速凝固技術制備出新型的可降解鐵基合金
。
該合金的降解速率得到極大提高，有利于植入人體后縮短降解的時間，減小植入物對生物體的刺激作用，后期通過
Ag
+
的釋放使植入物兼具一定的抗菌性能，提高醫療器件的治療效果；本專利技術提出了一種材料具有良好的力學性能和生物相容性，具有更加優異的核磁共振兼容性
。
[0005]中國專利
CN109811265A
則公開了一種
Fe
?
Mn
?
Cu
?
C
系合金及其醫學應用，合金組分及重量百分比為：
Mn 10
～
35wt.
％，
Cu 0.2
～
5.0wt.
％，
C 0.2
～
1.5wt.
％，余量為
Fe。
該專利技術利用
Fe
在人體環境中可發生腐蝕而生物降解的特性，在
Fe
中加入適量的
Mn、Cu
和
C
元素，經熔鑄和鍛造制備出一種
Fe
?
Mn
?
Cu
?
C
合金，通過合金元素的協同作用，可提高合金的力學性能及在生物體環境下的腐蝕速率，并使得材料具有多種有益的生物學功能
。
兼具力學性能
、
降解性能及生物活性的
Fe
?
Mn
?
Cu
?
C
合金，適用于醫學領域中的植入器械材料
。
[0006]Mn
降解速率適中
、
磁化率低且電極電位較
Fe
低，在
Fe
基合金中添加適量
Mn
制成的
FeMn
基合金降解速率快
、
磁化率低
、
磁共振成像性能較好
。
但相比其他基體的金屬合金，
Fe
基合金磁共振成像能力仍相對較弱且降解速率較慢，腐蝕產物較堅固并常被新生內膜包
裹，易使組織產生慢性炎癥和其再生受到抑制
。
另外現有技術的
Fe
基合金中碳元素可以優化其硬度
、
強度和耐磨性，但存在含碳量較高的問題，會使其延展性和韌性減小；同時，過高的碳含量會導致合金變脆，甚至裂開
。
[0007]相比
Fe
基合金，本專利技術的
Mn
基合金在本領域研究較少
。Mn
基合金力學性能優異且其組織在常溫下為磁化率極低的奧氏體相
。Mn
為人體必需微量元素，在促進骨骼生長發育
、
維持正常脂肪代謝和腦功能等方面發揮重要作用；此外，據報道，適量
Mn
在心血管系統中沒有毒性
。Cu
為人體必需微量元素，參與人體葡萄糖
、
氨基酸和膽固醇代謝和各種催化反應，在人體生長發育中起重要作用；含銅金屬生物材料在保護心血管系統
、
發揮抗菌作用
、
促進骨折愈合方面性能良好
。

技術實現思路

[0008]有鑒于現有技術的上述缺陷，在本專利技術的第一方面，提供了一種工藝簡單
、
適于放大生產的生物醫用可降解
Mn
基合金的制備方法，包括如下步驟：
[0009](1)
合金原料
Mn、Fe、Cu
經真空感應熔煉，制得
MnFeCu
合金鑄錠；
[0010](2)
所述
MnFeCu
合金鑄錠經均勻化處理，得到均勻化
MnFeCu
合金；
[0011](3)
所述均勻化
MnFeCu
合金經軋制
、
退火處理，得到退火態
MnFeCu...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.
一種生物醫用可降解
Mn
基合金的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
(1)
合金原料
Mn、Fe、Cu
經真空感應熔煉，制得
MnFeCu
合金鑄錠；
(2)
所述
MnFeCu
合金鑄錠經均勻化處理，得到均勻化
MnFeCu
合金；
(3)
所述均勻化
MnFeCu
合金經軋制
、
退火處理，得到退火態
MnFeCu
合金；
(4)
去除所述退火態
MnFeCu
合金表面氧化層，制得生物醫用可降解
Mn
基合金
。2.
根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟
(1)
中，以質量百分比計，所述合金原料的組分比例如下：
50
％～
70
％
Mn、27
％～
49
％
Fe、1
％～3％
Cu。3.
根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟
(1)
中，所述真空感應熔煉中，先將合金原料的環境抽真空至壓強
≤1
×
10
?4Pa
，隨后通入惰性氣體；合金原料融化后持續對其加熱以使其保持液態的最低持續時間...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李成林，李明昌，蔡昂，李志杰，馬力，張國棟，梅青松，楊兵，
申請(專利權)人：武漢大學，
類型：發明
國別省市：