System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种医用可降解镁合金涂层及其制备方法技术_技高网

一种医用可降解镁合金涂层及其制备方法技术

技术编号:41530414 阅读:4 留言:0更新日期:2024-06-03 23:06
本发明专利技术提供一种医用可降解镁合金涂层及其制备方法。所述医用可降解镁合金涂层包括厚度为15~20μm的氢氧化镁涂层或厚度为50~150μm的氢氧化镁‑钙磷复合涂层;所述氢氧化镁‑钙磷复合涂层包括氢氧化镁层,以及附着于氢氧化镁层表面的呈鱼鳞状的钙磷层。本发明专利技术采用生产周期短、过程简单、成本低的水热法工艺制备得到可降解镁合金涂层,实现了镁合金产品力学强度的提升和降解速率的改善,从而更能适应现代医用镁合金产品的耐蚀性需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物医用可降解材料,具体涉及一种医用可降解镁合金涂层及其制备方法


技术介绍

1、镁合金具有良好的生物相容性、生物活性、力学相容性和其他金属基生物材料不具备的可降解性。因此,镁合金作为新一代医用心血管支架材料和骨科植入材料具有广泛的发展前景。目前,镁合金可降解生物材料的应用仍然存在一些问题,例如:在长期体内实验过程中,随着腐蚀过程的进行会导致种植体机械强度的下降,在作为骨科硬植入材料时存在降解速率过快导致提前失效的问题;镁合金的耐磨性较差,并不适宜直接应用于对耐磨性有严格要求的地方;随着种植体的降解,周围组织的渗透压会随之提高,过快的离子释放速率可能对局部组织造成损害。因此,在生物医用领域提高镁合金的耐蚀性是至关重要的。

2、为了提升镁合金的耐蚀性,通常考虑添加合金元素或是表面改性的方式来实现。相比于添加合金元素这一手段,表面改性可以在镁合金与外界环境之间形成屏障,针对于提升镁合金的耐蚀性更加快捷有效。近年来,表面改性的方式和形成涂层的种类越来越多,如铬酸盐转化膜、微弧氧化处理等,但是由于本身具有毒性和所得降解产物生物相容性较差,不利于生物材料的应用。在镁合金表面制备涂层是目前最常用的提高镁合金耐蚀性的方法,在腐蚀介质中,涂层可以有效的提高镁合金的耐蚀性。

3、现在镁合金表面制备涂层的方法很多,有溶胶凝胶法、微波法、离子喷涂法、水热法等,水热法将反应物放入密闭高压釜中,通过溶剂的自生压力来改变材料的形貌。方法简单易行,不会影响基质材料性能;形成涂层与基体之间具有较好的界面结合力,可以有效调控涂层结构。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本专利技术的目的在于提供一种医用可降解镁合金涂层及其制备方法。本专利技术采用生产周期短、过程简单、成本低的水热法工艺制备得到可降解镁合金涂层,实现了镁合金产品力学强度的提升和降解速率的改善,从而更能适应现代医用镁合金产品的耐蚀性需求。

2、为达此目的,本专利技术采用以下技术方案:

3、第一方面,本专利技术提供了一种医用可降解镁合金涂层,所述医用可降解镁合金涂层包括氢氧化镁涂层或氢氧化镁-钙磷复合涂层;

4、所述氢氧化镁-钙磷复合涂层包括氢氧化镁层,以及附着于氢氧化镁层表面的呈鱼鳞状的钙磷层。

5、本专利技术提供的镁合金涂层具有较低的降解速度,优异的生物相容性,改善了镁合金基体的耐蚀性能和生物相容性;此外,所述镁合金涂层与镁合金基体之间具有较强的结合力。

6、作为本专利技术的一个优选技术方案,所述氢氧化镁涂层的厚度为15~20μm,例如可以是15μm、16μm、17μm、18μm、19μm或20μm,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

7、值得说明的是,本专利技术所述氢氧化镁涂层具有良好的致密性,表面不存在明显孔隙;其厚度为15~20μm,若厚度过小,会导致拔出力降低,降解周期缩短;随着涂层厚度的增加,拔出力随之提升,整个降解周期随之延长,耐腐蚀性随之提升,但是若厚度过大,则会导致降解周期过长,不适配临床实际应用中的降解周期。

8、优选地,所述氢氧化镁-钙磷复合涂层的厚度为50~150μm,例如可以是50μm、70μm、90μm、110μm、130μm或150μm,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

9、值得说明的是,本专利技术所述氢氧化镁-钙磷复合涂层的氢氧化镁涂层由呈现片状的氢氧化镁纳米颗粒组成,钙-磷涂层由苔藓状的钙-磷晶体组成,具有良好的致密度,表面无明显孔隙;其厚度为50~150μm,若厚度过低,会导致拔出力降低,随着钙-磷涂层的厚度的增加,拔出力随之提升,降解周期随之延长,耐腐蚀性升高,但是,若厚度过大,则会造成镁合金与实际临床适用性不匹配;耐腐蚀性过强,会造成与本身材料的可降解性特点的矛盾。

10、第二方面,本专利技术提供了一种如第一方面提供的医用可降解镁合金涂层的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:

11、(1)对镁合金基体进行预处理后备用;

12、(2)将预处理后的镁合金基体浸没于水热处理液中进行水热反应,而后进行后处理,得到所述医用可降解镁合金涂层;

13、所述水热处理液包括去离子水或钙磷水溶液。

14、本专利技术通过水热法制备医用可降解镁合金涂层,水热法具有生产周期短、过程简单、成本低的优点。值得说明的是,当水热处理液为去离子水时,可制备得到氢氧化镁涂层;当水热处理液为钙磷水溶液时,可制备得到氢氧化镁-钙磷复合涂层。

15、优选地,步骤(1)所述镁合金基体包括mg-al-re系列合金、mg-al-si系列合金、we系列合金、mg-al-zn系列合金、mg-al-mn系列合金、zk系列合金、zm系列合金、mgznmn系列合金、mg-li系列合金或mg-ca系列合金中的任意一种。

16、优选地,步骤(1)所述镁合金基体包括镁合金螺钉。

17、作为本专利技术的一个优选技术方案,所述钙磷水溶液的制备原料包括ca(h2po4)2·h2o、nano3、h2o2和水。

18、本专利技术所述钙磷水溶液的ph值为3~4,其与镁合金基体通过水热反应得到复合涂层的原理为:ca2++h2po4-+2h2o→cahpo4·2h2o+h+,no3-+2h++2e-→no2-+h2o;h2o+2h++2e-→2h2o。水热反应过程中镁合金基体表面被腐蚀,导致周围ph值升高促使ca-p在镁合金表面沉积;且nano3和h2o2的强氧化性促进涂层沉积提升了涂层与镁合金基体的结合力。

19、作为本专利技术的一个优选技术方案,所述钙磷水溶液中h2o2的体积分数为6~10vol%,例如可以是6vol%、7vol%、8vol%、9vol%或10vol%,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

20、本专利技术中,钙磷水溶液中h2o2为体系提供氧化性能,加速水热反应的进行。

21、优选地,所述钙磷水溶液中ca(h2po4)2·h2o和nano3的质量比为1:(3~5),例如可以是1:3、1:3.4、1:3.8、1:4.2、1:4.6或1:5,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

22、作为本专利技术的一个优选技术方案,步骤(2)所述水热反应的温度为100~200℃,例如可以是100℃、120℃、140℃、160℃、180℃或200℃,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未被列举的数值同样适用;优选为100~150℃。

23、优选地,步骤(2)所述水热反应的时间为3~5h,例如可以是3h、3.4h、3.8h、4.2h、4.6h或5h,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

24、值得说明的是,本专利技术提供的制备方法可以通过调整时间来调控涂层的厚度,若反应时间过长,会导致涂层厚度增加,进而延长涂层的降解周期;若反应时间过短则会导致镁合金基体表本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种医用可降解镁合金涂层,其特征在于,所述医用可降解镁合金涂层包括氢氧化镁涂层或氢氧化镁-钙磷复合涂层;

2.根据权利要求1所述的医用可降解镁合金涂层,其特征在于,所述氢氧化镁涂层的厚度为15~20μm;

3.一种如权利要求1或2所述医用可降解镁合金涂层的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述钙磷水溶液的制备原料包括Ca(H2PO4)2·H2O、NaNO3、H2O2和水。

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述钙磷水溶液中H2O2的体积分数为6~10vol%;

6.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述水热反应的温度为100~200℃;

7.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述水热处理液的升温速率为1~3℃/min。

8.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述预处理包括依次进行的乙醇清洗和干燥处理;

9.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述后处理包括依次进行的水洗和干燥处理。

10.根据权利要求3-9任一项所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:

...

【技术特征摘要】

1.一种医用可降解镁合金涂层,其特征在于,所述医用可降解镁合金涂层包括氢氧化镁涂层或氢氧化镁-钙磷复合涂层;

2.根据权利要求1所述的医用可降解镁合金涂层,其特征在于,所述氢氧化镁涂层的厚度为15~20μm;

3.一种如权利要求1或2所述医用可降解镁合金涂层的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述钙磷水溶液的制备原料包括ca(h2po4)2·h2o、nano3、h2o2和水。

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述钙磷水溶液中h2o2的体积分...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘丽娜王岩张忠英
申请(专利权)人:华融科创生物科技天津有限公司
类型:发明
国别省市:

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