具有可调节降解率的镁合金的制作方法
[0027] 在本发明的一些方面，组合物可基本上不含微流电元素。在其他实施例中，组合物 可不含包括沉淀物的次生相。如果组合物的全部组分溶解，就可得到不含次生相的组合物， 从而形成单相组合物。
[0028] 在本发明的其他方面，组合物包含多种纳米沉淀物，其中沉淀物的惰性比镁基质 的惰性小。在一些此类实施例中，惰性比镁基质小的纳米沉淀物包含（Mg,Zn)2Ca。在其他 实施例中，组合物包含惰性比镁基质的惰性大的多种纳米沉淀物。在一些此类实施例中，惰 性比镁基质的惰性大的纳米沉淀物包含Mg6Zn3Ca2。这些纳米沉淀物的尺寸通常小于1000 纳米，更通常小于500纳米。在一些实施例中，这些纳米沉淀物的尺寸在约1000纳米至约 100纳米，约500纳米至约100纳米，或约300纳米至约200纳米的范围内。
[0029] 相对于本发明的植入物，其具有三维结构并包含本文所公开的MgZnCa合金。举例 来说，在一个实施例中，所述植入物具有由MgZnCa合金构成的三维结构，该MgZnCa合金包 含镁基质和多种纳米沉淀物，其中所述合金包含在〇. 1重量％的Zn至2重量％的Zn的范 围内的锌；在0. 2重量％至0. 5重量％的范围内的钙以及小于0. 10 %的一种或多种其它元 素，其中其余部分为镁，其中所述多种纳米沉淀物的惰性比镁基质的惰性小。在另一个实施 例中，所述植入物具有三维结构并包含基本上由MgZnCa合金组成的组合物，此MgZnCa合金 包含镁基质和多种纳米沉淀物，其中所述合金包含在〇. 1重量％的Zn至2重量％的Zn的 范围内的锌、在〇. 2重量％至0. 5重量％的范围内的钙以及小于0. 10%的一种或多种其它 元素，其中其余部分为镁，并且其中所述多种纳米沉淀物的惰性比镁基质的惰性小。在另一 个实施例中，所述植入物具有三维结构并包含由MgZnCa合金组成的组合物，该MgZnCa合金 包含镁基质和多种纳米沉淀物，其中所述合金包含在〇. 1重量％的Zn至2. 0%的Zn的范围 内的锌含量、在〇. 2重量％至0. 5重量％的范围内的钙以及小于0. 10%的一种或多种其它 元素，其中其余部分为镁，并且其中所述多种纳米沉淀物的惰性比镁基质的惰性小。在此类 实施例中，惰性较小的纳米沉淀物包含（Mg，Zn) 2Ca。
[0030] -般来讲，根据本发明，在各种MgZnCa合金实施例中以及基于各种MgZnCa合金实 施例的植入物中，锌含量可以是介于0. 1重量％至2重量％之间的任何合适的量。在一个实 施例中，所述MgZnCa合金的锌含量可独立地选自以下范围：0. 1重量％至2重量％，0. 5重 量％至2重量％，0. 6重量％至0. 8重量％，1重量％至2重量％，0. 1重量％至0. 5重量％， 0. 1重量％至1重量％，以及本文示出范围的任何子范围。
[0031] -般来讲，根据本发明，在各种MgZnCa合金实施例中以及基于各种MgZnCa合金实 施例的植入物中，I丐含量可以是介于0. 2重量％至0. 5重量％之间的任何合适的量。在一 个实施例中，所述MgZnCa合金的|丐含量可独立地选自以下范围：0. 2重量％至0. 5重量％， 0. 2重量％至0. 3重量％，0. 2重量％至0. 4重量％，0. 3重量％至0. 4重量％，0. 4重量％ 至〇. 5重量％。
[0032] -般来讲，本发明的合金组合物基于不含次生相的材料，如果存在这些次生相，它 们充当阴极微流电电池。存在单种杂质往往可能降低其它杂质的溶解度。在凝固过程期间， 杂质可积聚在合金的枝晶间空间中，继而诱导次生相形成。为了实现本文描述的MgZnCa合 金实施例的必要纯度级别，合金中其它元素的可接受量受到限制。
[0033] 比方说，合金组合物中所有其它元素的总量按所述组合物的重量计通常小于0. 10 重量％，通常小于0. 06重量％，更通常小于0. 04重量％。其它元素可溶解在镁基质中，并且 /或者可位于次生相中。通常，所述合金包含的位于次生相中的其它元素小于0. 04重量％。
[0034] 在一个实施例中，具有惰性比镁基质的惰性小的多种纳米沉淀物的MgZnCa合金 包含小于400ppm(按重量计）的全部其它元素。在另一个实施例中，具有惰性比镁基质的惰 性小的多种纳米沉淀物的MgZnCa合金包含小于200ppm的其它元素总量。在又一个实施例 中，具有惰性比镁基质的惰性小的多种纳米沉淀物的MgZnCa合金包含小于lOOppm的全部 其它元素。在还有一个实施例中，具有惰性比镁基质的惰性小的多种纳米沉淀物的MgZnCa 合金小于50ppm包含的全部其它元素。
[0035] 在此类实施例中，所述其它元素可包括铁、铜、镍、钴、硅、锰、铝、锆和磷中的一种 或多种。
[0036] 将杂质水平维持在低水平是为了控制基于此类合金的植入物被置入体内后的腐 蚀速率。控制腐蚀速率很有必要，因为只有控制好腐蚀速率，植入物在一段时间内才可具有 足够的强度来支持组织愈合，因而不妨碍愈合过程。虽然本发明的镁合金的降解副产物没 有毒性，但是，随着金属受腐蚀，植入物附近环境的pH值升高为碱性pH值。同样地，必须除 去腐蚀过程期间产生的氢气。就血管内植入物来说，这些问题无关紧要，因为以恒定流速从 植入物上方流过的血液会把氢气和其它降解副产物带走。
[0037]-般来讲，根据本发明，在植入物中使用的MgZnCa合金组合物的各种实施例中， 稀土含量受到限制。在此类实施例中，稀土元素包括钪、钇、原子序数从57至71的镧系元 素，以及原子序数从89至103的锕系元素。在一个实施例中，稀土含量小于lOppm。在另一 个实施例中，稀土含量小于5ppm。
[0038]在一些实施例中，合金基本上不含微流电元素。出于本申请的目的，"微流电元素" 是指包括沉淀物在内的次生相，其电势比镁基质高（即，电化学方面的惰性更大）。出于本 申请的目的，"基本上不含"是指微流电元素的数量足够少，不会将所述合金的整体降解行 为从整体均匀降解改变成局部的斑蚀降解。
[0039]用高纯度锌固溶体硬化市售纯镁改善了市售纯镁的机械性能，而不影响合金的均 质特性。精细的晶粒微结构可通过塑性变形获得，并可用包括沉淀物在内的次生相进行稳 定，其中所述沉淀物的惰性比镁基质的惰性小。例如，惰性较小的（Mg,Zn) 2Ca相可通过少 量添加高纯度钙再充分热处理而获得。如果需要的话，可改变所述组合物并对其进行时效 热处理以形成惰性比镁基质高的沉淀物（比如精细的Mg6Zn3Ca2沉淀物），从而在维持均匀 腐蚀剖面的同时加快降解率。
[0040] 本发明还公开了植入物，比如用本文公开的组合物制成的植入式医疗装置。所公 开的植入物具有有利的物理特性，包括高屈服强度、高极限抗拉强度和高断裂伸长率。在 一些实施例中，合金的屈服强度为至少180MPa。在一些实施例中，合金的屈服强度为至少 200MPa。在其他实施例中，合金的屈服强度为至少220MPa。在一些实施例中，合金的极限抗 拉强度为至少240MPa。在其他实施例中，合金的极限抗拉强度为至少260MPa、至少280MPa、 至少300MPa、至少320MPa、至少340MPa、至少360MPa，或至少380MPa。在一些实施例中，合金 的断裂伸长率为至少10%。在其他实施例中，合金的断裂伸长率值为至少12%、至少14%、 至少16 %、为至少18 %、为至少20 %、为至少22 %。
[0041]根据本发明的示例性实施例的植入物还具有有利的体内外化学性质。在一些实施 例中，合金的体外降解率小于1. 〇毫克/平方厘米/天。在其他实施例中，合金具有如在模 拟体液中测量的小于0. 5毫克/平方厘米/天的体外降解率。在其他实施例中，合金具有 如在模拟体液中测量的小于〇. 05毫克/平方厘米/天、小于0. 1毫克/平方厘米/天、小 于0. 15毫克/平方厘米/天、小于0. 2毫克/平方厘米/天、小于0. 25毫克/平方厘米/ 天、小于0. 3毫克/平方厘米/天、小于0. 35毫克/平方厘米/天、小于0. 4毫克/平方厘 米/天，或小于0. 45毫克/平方厘米/天的体外降解率。
[0042]本文描述的基于所述组合物的植入式医疗装置可制造用于多种医学或临床应用， 包括替代缺失的生物学结构、支撑受损的生物学结构或增强存在的生物学结构。与人体或 人体组织接触的植入物和/或植入物表面的组成可根据研究中的具体应用而变化。外科植 入物可制造成用于尤其是矫形外科学或神经外科学领域中的医学或临床应用。外科植入物 的非限制性实例包括：神经外科植入物，例如脑积水分流
文档序号 :
【 9422041 】
技术研发人员：T.英温克尔里德,S.贝克,P.乌戈维特泽,J.勒夫勒
技术所有人：德普伊新特斯产品公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
技术研发人员：T.英温克尔里德,S.贝克,P.乌戈维特泽,J.勒夫勒
技术所有人：德普伊新特斯产品公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除