專利名稱：一種高純鎂醫(yī)用植入物及其生產方法
技術領域：
本發(fā)明涉及醫(yī)用鎂合金植入物技術領域，特指一種高純鎂醫(yī)用植入物及其生產方法。
背景技術：
傳統的醫(yī)用可植入人體骨組織修復材料如不銹鋼金屬材料生物相容性差，密度和彈性模量與人骨相差很大，容易產生應力遮擋效應，使骨骼強度降低、愈合遲緩；而聚乳酸等高分子材料生物力學性能差，很難承受較大的負重。目前臨床應 用成功的鈦合金因具有良好的生物相容性、強度高、韌性好、質量輕和彈性模量低等優(yōu)點,可克服傳統生物材料的上述缺點，但鈦合金為生物惰性材料，適合長期植入材料，但長期植入也存在生物活性差等問題，如短期植入需二次手術開刀取出，增加了病人的痛苦和細菌感染的風險。研究表明，鎂及鎂合金有可能作為新的骨修復材料，鎂是人體不可缺少的元素，鎂及鎂合金的密度小、強度高，具有與人骨相近的密度和彈性模量，可避免應力遮擋效應，但在鎂及鎂合金植入物人體內仍存在耐蝕性差、降解速率快等問題，導致植入物無法達到預期的醫(yī)用效果。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的之一是克服現有鎂及鎂合金醫(yī)用植入物耐腐蝕性差、降解速率過快的問題，提供一種表面具有生物陶瓷涂層的高純鎂醫(yī)用植入物。本發(fā)明實現其目的之一采用的技術方案是一種高純鎂醫(yī)用植入物，該醫(yī)用植入物包括由純度> 99. 95%的高純鎂制成的基體，且于所述基體外表通過微弧氧化處理形成一層生物陶瓷涂層。所述的生物陶瓷涂層主要由MgCKMgSiO4組成，且富含非晶態(tài)的Ca和P。本發(fā)明高純鎂醫(yī)用植入物在高純鎂基體的表面形成一種可控降解生物陶瓷涂層，較現有的鎂及鎂合金醫(yī)用植入物，耐蝕性能大大提高，降解速率可控；而且微弧氧化處理形成的生物陶瓷涂層表面具有許多微孔，有利于負載生物活性粒子；非晶態(tài)Ca和P更容易與骨骼結合，增強植入物的骨誘導性，加速骨骼愈合。本發(fā)明的目的之二在于提供上述高純鎂醫(yī)用植入物的生產方法。該生產方法中包含基體清洗、微弧氧化處理形成生物陶瓷涂層、二次清洗和烘干步驟，其中，在所述微弧氧化處理中，微弧氧化溶液的成分和含量為氫氧化鉀5-30 g/L；
磷酸三鈉2-15 g/L；
EDTA-I丐2-10 g/L；
硅酸鈉5-30 g/L; 氟化鉀3-20 g/L。所述微弧氧化處理中，微弧氧化工藝參數為峰值電流8A-30A、脈沖寬度30 u s-500 u S、脈沖個數 100-1000、處理時間 2min_10min。所述的基體清洗包括(I)在含氫氧化鈉30_50g/L、磷酸三鈉15_20g/L、硅酸鈉3-5g/L的溶液中，溫度50-60°C的溫度下對基體進行超聲波清洗除油，然后放入無水酒精中；(2)將脫脂除油過的基體放入蒸餾水中清洗。 所述二次清洗是采用蒸餾水對完成微弧氧化處理的含生物陶瓷涂層的基體進行超聲波清洗，清洗時間為2min"3min。所述烘干的溫度為105 115°C,時間IOmin 20min。本方法通過首先選擇高純度的基體材料，然后改善微弧氧化電解液，優(yōu)化工藝確定最佳參數，從而制備出高硬耐磨、耐腐蝕、表面多孔的生物陶瓷涂層，改善高純鎂醫(yī)用植入物的性能。


圖I是本發(fā)明高純鎂醫(yī)用植入物的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例和附圖對本發(fā)明進一步說明。首先如圖I所示，本發(fā)明所述的高純鎂醫(yī)用植入物包括由純度> 99. 95%的高純鎂制成的基體I，且于所述基體外表通過微弧氧化處理形成一層生物陶瓷涂層2，所述的生物陶瓷涂層2主要由MgCKMgSiO4組成，且富含非晶態(tài)的Ca和P。本發(fā)明高純鎂醫(yī)用植入物的生產方法包括如下步驟一、選用純度彡99. 95%的高純鎂材料加工成醫(yī)用植入物基體；二、對基體進行清洗(I)在含氫氧化鈉30_50g/L、磷酸三鈉15_20g/L、硅酸鈉
3-5g/L的溶液中，溫度50-60°C的溫度下對基體進行超聲波清洗除油，然后放入無水酒精中，放入無水酒精中是為了儲存，防止鎂被外界氧氣腐蝕，只是在馬上要進行微弧氧化處理前才取出，進行(2)將脫脂除油過的基體放入蒸餾水中清洗；三、按如下配比配置微弧氧化電解液微弧氧化溶液的成分和含量為氫氧化鉀5-30 g/L；
磷酸三鈉2-15 g/L； EDTA-鈣2-10 g/L； 硅酸鈉5-30 g/L； 氟化鉀3-20 g/L；調節(jié)微弧氧化工藝參數為峰值電流8A-30A、脈沖寬度30 U s-500 U S、脈沖個數100-1000，對清洗過的基體進行微弧氧化處理，處理時間2min IOmin ;峰值電流設置在8A 30A可確保平均電流密度控制在0. 5A/dm2 10A/dm2 ;由于微弧氧化處理中會產生熱量，因此，微弧氧化反應槽需置于冷卻水環(huán)境中，以便及時散熱，保持微弧氧化處理過程中的溫度。然后，對微弧氧化處理過的產品進行二次清洗，使用蒸餾水進行超聲波清洗，時間2min 3min ； 最后，將二次清洗干凈的產品整齊放入烘箱，在溫度105 °C 115°C下烘干10min 20min,徹底烘干。本發(fā)明通過選擇高純度的基體材料，高純鎂的雜質含量極少，雜質越少含量少，越有利于避免有害顆粒在人體內的釋放；改善微弧氧化電解液，在電解液中添加了含磷、鈣的成分，優(yōu)化工藝確定最佳參數，經過微弧氧化處理后，在高純鎂醫(yī)用植入物基體表面形成以MgO、MgSiO4ff為主并且富含非晶態(tài)的Ca和P的可控降解生物陶瓷涂層，從而增加高純鎂醫(yī)用植入物的耐腐蝕、耐磨性，改善高純鎂醫(yī)用植入物的性能。具體實施例一I、選用純度大于等于99. 95%的高純鎂加工醫(yī)用植入物基體；2、按配比氫氧化鈉30g/L、磷酸三鈉20g/L、硅酸鈉5g/L配制清洗液，倒入超聲波清洗容器中，并加熱至50°C ;然后將工件基體置入其中進行清洗2min，然后取出，置入無水酒精中；3、按如下配比配置微弧氧化電解液微弧氧化溶液的成分和含量為
氫氧化鉀5 g/L；
磷酸三鈉15 g/L:
EDTA-鈣10 g/L;
硅酸鈉30 g/L； 氟化鉀3 g/L；調節(jié)微弧氧化工藝參數為峰值電流8A，脈沖寬度30 U S、脈沖個數1000 ；將工件從無水酒精中取出，用蒸餾水清洗后，立即對清洗過的基體進行微弧氧化處理，處理時間IOmin ；然后，對微弧氧化處理過的產品進行二次清洗，使用蒸餾水進行超聲波清洗，時間2min ；最后，將二次清洗干凈的產品整齊放入烘箱，在溫度105°C下烘干lOmin，徹底烘干。具體實施例二 I、選用純度大于等于99. 95%的高純鎂加工醫(yī)用植入物基體；2、按配比氫氧化鈉50g/L、磷酸三鈉15g/L、硅酸鈉3g/L配制清洗液，倒入超聲波清洗容器中，并加熱至60°C ;然后將工件基體置入其中進行清洗3min，然后取出，置入無水酒精中； 3、按如下配比配置微弧氧化電解液微弧氧化溶液的成分和含量為
氫氧化鉀30 g/L；
磷酸三鈉2 g/L；
EDTA-鈣2 g/L；
硅酸鈉5 g/L；
類!化鐘20 g/L；調節(jié)微弧氧化工藝參數為峰值電流30A，脈沖寬度500 U S、脈沖個數100 ；將工件從無水酒精中取出，用蒸餾水清洗后，立即對清洗過的基體進行微弧氧化處理，處理時間2min ；然后，對微弧氧化處理過的產品進行二次清洗，使用蒸餾水進行超聲波清洗，時間2min ；最后，將二次清洗干凈的產品整齊放入烘箱，在溫度105°C下烘干lOmin，徹底烘干。具體實施例三I、選用純度大于等于99. 95%的高純鎂加工醫(yī)用植入物基體；2、按配比氫氧化鈉40g/L、磷酸三鈉18g/L、硅酸鈉4g/L配制清洗液，倒入超聲波清洗容器中，并加熱至55°C ;然后將工件基體置入其中進行清洗2. 5min，然后取出，置入無水酒精中；3、按如下配比配置微弧氧化電解液微弧氧化溶液的成分和含量為氫氧化鉀20 g/L；
磷酸二鈉10 g/L；
EDTA-鈣6 g/L；
硅酸鈉15 g/L； 氟化鉀10 g/L；調節(jié)微弧氧化工藝參數為峰值電流20A，脈沖寬度300 U S、脈沖個數500 ；將工件從無水酒精中取出，用蒸餾水清洗后，立即對清洗過的基體進行微弧氧化處理，處理時間7min ；然后，對微弧氧化處理過的產品進行二次清洗，使用蒸餾水進行超聲波清洗，時間2. 5min ；最后，將二次清洗干凈的產品整齊放入烘箱，在溫度105°C下烘干15min，徹底烘干。實施例四對前述實施例所獲得產品抽樣檢測，按照GB/T24196-2009金屬和合金的腐蝕電化學試驗方法恒電位和動電位極化測量導則，在V3-300電化學工作站上，待測試樣為工作電極，鉬金電極為輔助電極，飽和甘汞電極為參比電極，掃面速率為0. 5mv/s，放入37°C的hank' s溶液體系中，用tafel恒電位動態(tài)極化法測量涂層的電化學腐蝕電位和腐蝕電流，測量結果如下腐蝕電位不小于-I. 755mv，腐蝕電流從IXlO-5A降低至IXKT6A 1X10_9A，說明本發(fā)明方法制作出來的高純鎂醫(yī)用植入物的耐蝕性能、耐磨性大大提高。
權利要求
1.ー種高純鎂醫(yī)用植入物，其特征在于該醫(yī)用植入物包括由純度彡99. 95%的高純鎂制成的基體，且于所述基體外表通過微弧氧化處理形成ー層生物陶瓷涂層。
2.根據權利要求I所述的ー種高純鎂醫(yī)用植入物，其特征在于所述的生物陶瓷涂層主要由MgCKMgSiO4組成，且富含非晶態(tài)的Ca和P。
3.如權利要求I所述高純鎂醫(yī)用植入物的生產方法，其特征在于該生產方法中包含基體清洗、微弧氧化處理形成生物陶瓷涂層、二次清洗和烘干步驟，其中，在所述微弧氧化處理中，微弧氧化溶液的成分和含量為氫氧化鉀5-30 g/L； 磷酸三鈉2-15 g/L；EDTA-鈣2-10 g/L； 桂酸鈉5-30 g/L； 氟化鉀3-20 g/L。
4.根據權利要求3所述的高純鎂醫(yī)用植入物的生產方法，其特征在干所述微弧氧化處理中，微弧氧化工藝參數為峰值電流8A-30A、脈沖寬度30 ii s-500 ii s、脈沖個數100-1000、處理時間 2min-10min。
5.根據權利要求3所述的高純鎂醫(yī)用植入物的生產方法，其特征在于所述的基體清洗包括(I)在含氫氧化鈉30-50g/L、磷酸三鈉15-20g/L、硅酸鈉3_5g/L的溶液中，溫度50-60°C的溫度下對基體進行超聲波清洗除油，然后放入無水酒精中；(2)將脫脂除油過的基體放入蒸餾水中清洗。
6.根據權利要求3所述的高純鎂醫(yī)用植入物的生產方法，其特征在于所述二次清洗是采用蒸餾水對完成微弧氧化處理的含生物陶瓷涂層的基體進行超聲波清洗，清洗時間為2min dmin。
7.根據權利要求3所述的高純鎂醫(yī)用植入物的生產方法，其特征在于所述烘干的溫度為 105 115°C，時間 IOmin 20min。
全文摘要
本發(fā)明涉及醫(yī)用鎂合金植入物技術領域，特指一種高純鎂醫(yī)用植入物及其生產方法。該醫(yī)用植入物包括由純度≥99.95%的高純鎂制成的基體，且于所述基體外表通過微弧氧化處理形成一層生物陶瓷涂層。所述的生物陶瓷涂層主要由MgO、MgSiO4組成，且富含非晶態(tài)的Ca和P。本方法通過首先選擇高純度的基體材料，然后改善微弧氧化電解液，優(yōu)化工藝確定最佳參數，從而制備出高硬耐磨、耐腐蝕、表面多孔的生物陶瓷涂層，改善高純鎂醫(yī)用植入物的性能。
文檔編號C25D11/30GK102727932SQ201210202608
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月18日 優(yōu)先權日2012年6月18日
發(fā)明者李衛(wèi)榮, 李揚德, 楊潔丹, 柳金紅, 湯鐵裝 申請人:東莞宜安科技股份有限公司