一种Zn-Sr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-Sr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Sr；以重量百分比计，所述锌合金中Sr的质量百分数为0～10％，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-Sr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-Sr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Sr；以重量百分比计，所述锌合金中Sr的质量百分数为0～10％，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-Sr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】一种Zn-Sr系锌合金及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种Zn-Sr系锌合金及其制备方法与应用，具体涉及一种Zn-Sr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。 锌是人体健康所必需的一种元素，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。 锶是一种人体必需微量元素，能促进骨骼生长发育。人体中大约含有320mg的锶， 正常成年人每天需摄入2mg锶。锶被中华人民共和国国家标准（GB8537-87)《饮用天然矿 泉水》定为必需成分之一，含银5mg/L以下的矿泉水，有益于人体健康，而又不会产生不良的 作用。人体所有的组织都含有锶，其中绝大部分位于骨骼和结缔组织中。正常人体全血锶为 39 μ g/L，血清锶46 μ g/L，每克头发中含约锶3. 9 μ g。锶从胃肠道、呼吸道和皮肤吸收的机 会较少，主要经口摄入，经消化道吸收，口服后大部分从肠道由粪便排出，少部分从尿排出， 也可从乳汁排出供给婴儿。在体内，由于钙和锶在化学性质上相似，锶能在某种程度上取代 钙参与体内不同的生化过程，在肌肉兴奋收缩耦联、血液凝固过程和内分泌中锶的作用类 似于钙。在人骨的微量金属中，锶是唯一一种和骨抗压强度相联系的金属元素。在骨骼中， 锶能取代钙化组织骨骼和牙齿羟基磷灰石晶体中少量的钙。存在于晶体中的锶能给这些组 织额外的强度。锶也显示出能吸引更多的钙入骨。它可以调节骨组织的结构，改善骨的强 度，促进骨细胞的生理活性。试验研究证实锶盐具有抗骨吸收和增加骨形成的作用，锶盐可 以抑制破骨细胞的活性，促进成骨细胞的活性，促进骨盐的沉积；其与羟基磷灰石和磷酸三 钙等复合后，其机械强度、溶解性及诱导成骨能力等特性明显得到改善；锶盐口服有治疗骨 质疏松症的作用。锶对于骨细胞生长分化和骨基质吸收沉积都有不可替代的生理作用。锶 的摄取来自日常饮食、饮用水和药物，主要通过胃肠吸收进入血液循环。锶与血管的功能及 构造也有关系，其作用机制可能是锶在肠内与钠竞争吸收部位，从而减少人体对钠的吸收， 增加钠的排泄。体内钠过多，易引起高血压、心血血管疾病，而锶却能减少人体对钠的吸收， 故而有预防心血管疾病之作用。锶还与神经及肌肉的兴奋有关，临床上利用锶来治疗一些 由于副甲状腺功能不全导致的抽搐症状。 目前国内外还没有文献和专利报道Zn-Sr系合金的合成及性能，并提出将Zn-Sr 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-Sr系锌合金及其制备方法与应用，具体涉及一种 Zn-Sr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体的制备。 本专利技术提供的Zn-Sr系锌合金，包括Zn和Sr ; 以重量百分比计,所述锌合金中Sr的质量百分数为0?10%,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-聚乳酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Zn‑Sr系锌合金，其特征在于：所述锌合金包括Zn和Sr；以重量百分比计，所述锌合金中Sr的质量百分数为0～10％，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