專利名稱：一種可體液降解的醫用植入體及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種可體液降解的醫用植入體及其制備方法。
背景技術：
目前，醫用可生物降解的材料主要為可生物降解高分子材料和可生物降解陶瓷，合成的可生物降解高分子材料，包括聚羥基乙酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、聚己酸內酯(PCL)、聚氰基丙烯酸酯(PACA)、聚對二氧雜環己烷酮及其共聚物、聚酸酐、聚膦腈、氨基酸類聚合物、聚β-羥基丁酸酯和羥基戊酸酯等；天然的可生物降解高分子材料，包括天然多糖類材料(纖維素、甲殼素)和天然蛋白質材料(膠原、纖維蛋白)；廣泛應用的可生物降解陶瓷包括羥基磷灰石、α-磷酸三鈣、β-磷酸三鈣和磷酸氧四鈣。可生物降解高分子材料雖能夠完全被人體吸收，但強度低，很難提供結構支撐的功能；可生物降解陶瓷的缺點是韌性差，無法協調變形。
生物醫用金屬材料強度高，可達到醫療材料對支撐強度和韌性的需要。廣泛使用的生物金屬材料主要有316L、317L、304V不銹鋼、Co-Cr-Mo合金、純鈦、Ti-6Al-4V、TiNi合金等，但是缺點是不可降解，在體內總以“異體”形式出現而且不消失，植入體內為永久性植入。
人們目前正嘗試利用納米顆粒增強高分子材料，試圖提高其力學性能，如50/50的HA/PLLA復合材料屈服強度可達到103MPa，但與傳統醫用金屬材料的400-600MPa相比還有距離。
鎂合金是實際應用中最輕的金屬結構材料。鎂合金有許多優于現有生物醫用金屬材料的性能(1)鎂在人體中正常含量為25克，半數存在于骨骼中。鎂(1.738g/cm3)及其合金(1.75-1.85g/cm3)密度低，不到醫用鈦合金密度的1/3，與人密質骨(1.75g/cm3)極其相近。(2)鎂及鎂合金有高的比強度與比剛度，楊氏模量約為45GPa，不到醫用鈦合金彈性模量(109-112GPa)的1/2，能有效緩解骨科植入物的應力遮擋效應。(3)鎂是人體所必需的一種重要元素，它與生命的維持、身體的健康有著極其密切的關系。在人體細胞內，Mg是第二重要的陽離子(K第一)，其含量也僅次于K。而且，鎂具有多種特殊的生理功能，它能激活體內多種酶，抑制神經異常興奮性，維持核酸結構的穩定性，參與體內蛋白質的合成、肌肉收縮及體溫調節。鎂還影響鉀、鈉、鈣離子細胞內外移動的“通道”，并有維持生物膜電位的作用。現代醫學研究表明，人對鎂的每日需要量大約300-700mg，超過生理需求量的鎂可經腎隨尿液排出體外，故腎功能正常者，每天用4-6g鎂，一般不會引起毒副作用。按純鎂(密度1.738g/cm3)在3mol·L-1NaCl溶液下的腐蝕速率(0.3mm·a-1)計算，每天的腐蝕溶解量取為4g，對應的降解體積為4/1.738＝2301.49mm3，對應的植入物表面積為2301.49/(0.3/365)＝2.8m2，也就說表面積為2.8m2(可以覆蓋人體全身表面)的鎂合金植入體每天的腐蝕溶解在人體中是可以通過體內吸收或代謝的。但是，人們一直認為鎂及鎂合金在人體中的耐蝕性差，而不用其作為植入物。
鈣是一種生命必需元素，也是人體中含量最豐富的宏量金屬元素，含量僅次于C、H、O、N。正常的情況下成人體內鈣含量約為1200g，其中約99％存在于骨骼和牙齒中，主要以羥磷灰石結晶的形式存在，維持骨和牙齒具有堅硬的結構和支架。另外約1％的鈣常以游離的或結合的離子狀態存在于軟組織細胞外液及血液中，統稱為混溶鈣池。混溶鈣池與骨骼中的鈣維持著動態平衡，即骨中的鈣不斷地從破骨細胞中釋放出進入混溶鈣池，保證血漿鈣濃度維持恒定；而混溶鈣池中的鈣又不斷沉積于成骨細胞。這種鈣的更新，成年人每日約為700毫克。鈣在機體各種生理和生化過程中起重要的作用。除骨鈣外，尤其是混溶池鈣是維持所有細胞正常生理狀態所必需的。(1)它能降低毛細血管和細胞膜的通透性，防止滲出，控制炎癥和水腫；(2)參與血凝過程，凝血因子VI即是Ca2+；(3)參與體內許多酶系統(如ATP酶、琥珀酸脫氨酶、脂肪酶、蛋白分解酶等)的激活；(4)對參與細胞代謝的大分子合成、轉變的酶有調節作用；(5)同神經肌肉興奮的產生、神經沖動的傳導、心臟的正常搏動有關；(6)此外，鈣具有參與體內激素分泌、維持體液酸堿平衡等功能。
目前Mg-Ca系合金已在工業生產中有初步研究，但是在Mg中添加Ca的目的為(1)少量的Ca能夠改善鎂合金的冶煉質量；(2)Ca的添加能夠起到細化晶粒，提高合金的抗蠕變能力。(3)在Mg中添加Ca可以提高鎂合金的燃點，在鎂合金的熔煉和澆注過程起阻燃作用。目前國內外還沒有文獻和專利提出將該合金用作生物醫用材料使用。

發明內容
本發明的目的是提供一種可體液降解的醫用植入體及其制備方法。
本發明所提供的可體液降解的醫用植入體，是由Mg-Ca系合金制成的；其中，所述Mg-Ca系合金中Mg的重量份數含量為7-10重量份，但不包括10重量份，Ca的重量份數含量為0-3重量份，但不包括0重量份。
所述Mg-Ca系合金中還含有0-1重量份，但不包括0重量份的鋅、鋯、銀、錫或稀土元素。
為了減緩本發明方法制備的可體液降解的醫用植入體的降解速度，所述醫用植入體表面還可涂覆有可生物降解高分子涂層或可生物降解陶瓷涂層；所述可生物降解高分子涂層的制備材料可為聚羥基乙酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、L-聚乳酸(PLLA)、聚己酸內酯(PCL)、聚氰基丙烯酸酯(PACA)、聚對二氧雜環己烷酮、聚酸酐、聚膦腈、聚β-羥基丁酸酯、聚羥基戊酸酯以及所述聚羥基乙酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、L-聚乳酸(PLLA)、聚己酸內酯(PCL)、聚氰基丙烯酸酯(PACA)和聚對二氧雜環己烷酮中的任意兩種或兩種以上的共聚物中的一種或一種以上的任意組合；所述可生物降解陶瓷涂層的制備材料可為羥基磷灰石、α-磷酸三鈣、β-磷酸三鈣或磷酸氧四鈣一種或一種以上的任意組合。
所述可生物降解高分子涂層的厚度可為0.01-5mm；所述可生物降解陶瓷涂層的厚度可為0.01-5mm。
所述Mg-Ca系合金可為致密結構或多孔結構的Mg-Ca系合金。
所述醫用植入體可為治療用植入支架、骨修復器械、齒科修復器械；所述植入支架可為血管支架，食道支架、腸道支架、氣管支架、膽道支架或尿道支架；所述骨修復器械可為骨組織修復支架、接骨器、固定線、固定螺絲、固定鉚釘、固定針、夾骨板、髓內針或接骨套。
上述可體液降解的醫用植入體的制備方法，是將7-10重量份，但不包括10重量份的Mg和0-3重量份，但不包括0重量份的Ca混合后，制成Mg-Ca系合金后，加工制成醫用植入體。
所述制成Mg-Ca系合金的原料中還添加有0-1重量份，但不包括0重量份的鋅、鋯、銀、錫或稀土元素。
所述方法可將所述Mg和Ca，或者所述Mg、Ca和所述鋅、鋯、銀、錫或稀土元素中的一種混合后，在700-850℃熔煉，經真空精密鑄造得到致密結構Mg-Ca系合金，經打磨澆口和/或噴丸處理得到可體液降解的醫用植入體。
所述方法還可將所述Mg和Ca，或者所述Mg、Ca和所述鋅、鋯、銀、錫或稀土元素中的一種混合后，在700-850℃熔煉，冷卻得到致密結構Mg-Ca系合金錠后，經機械加工方法制成制成致密結構Mg-Ca系合金可體液降解的醫用植入體。
所述方法中，所述機械加工包括軋制和/或鍛造和/或快速凝固和/或擠壓。
其中，所述軋制的步驟為將Mg-Ca系合金錠在200-500℃熱軋至2-3mm，然后再在200-350℃精軋；所述鍛造的步驟可為在250-500℃保持3-50小時，然后在200-400℃范圍內鍛造，鍛造速率大于等于350mm/s，鍛造率大于等于10％；
所述快速凝固可為在Ar氣保護下，采用高真空快淬系統(加料量2～8g、感應加熱功率3-7kW、噴嘴與輥間距0.80mm、噴射壓力0.05-0.2MPa、輥輪轉速500-3000r/min及噴嘴狹縫尺寸1film×8mm×6mm)，制備快速凝固薄帶，然后將薄帶破碎成粉末狀，然后在200-350℃下，真空熱壓1-24h制成Mg-Ca系合金錠錠坯；所述擠壓的溫度范圍可為200-400℃，擠壓比可為10-60。
所述方法可將所述純Mg和純Ca，或者所述純Mg、純Ca和所述鋅、鋯、銀、錫或稀土中的一種為原料，用元素粉末混合燒結法、預合金粉燒結法或自蔓延高溫合成法制成多孔結構的Mg-Ca系合金后，加工制成所述可體液降解醫用植入體；所述元素粉末混合燒結法是所述制備多孔結構Mg-Ca系合金的原料混合均勻，壓制成坯，然后在真空燒結爐中，以2-4℃/min慢速升溫至200-500℃后接著以30℃/min快速升溫至200-500℃燒結，然后降溫，得到成多孔結構的Mg-Ca系合金；所述預合金粉燒結法是將所述制備多孔結構Mg-Ca系合金的原料混合后進行高能球磨，然后壓制成型，在300-600℃進行熱處理10-20小時，得到多孔結構的Mg-Ca系合金；所述自蔓延高溫合成法是將制備多孔結構Mg-Ca系合金的原料混合后壓制成坯，在惰性氣體保護下，壓力為1×103-1×105Pa，溫度為200-700℃下，然后將Mg-Ca系合金坯料點燃進行自蔓延高溫合成，得到多孔結構的Mg-Ca系合金。
所述方法中，還包括在所述醫用植入體表面涂覆可生物降解高分子涂層或可生物降解陶瓷涂層；所述可生物降解高分子涂層的制備材料可為聚羥基乙酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、L-聚乳酸(PLLA)、聚己酸內酯(PCL)、聚氰基丙烯酸酯(PACA)、聚對二氧雜環己烷酮、聚酸酐、聚膦腈、聚β-羥基丁酸酯、聚羥基戊酸酯以及所述聚羥基乙酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、L-聚乳酸(PLLA)、聚己酸內酯(PCL)、聚氰基丙烯酸酯(PACA)和聚對二氧雜環己烷酮中的任意兩種或兩種以上的共聚物中的一種或一種以上的任意組合；所述可生物降解陶瓷涂層的制備材料為羥基磷灰石、α-磷酸三鈣、β-磷酸三鈣或磷酸氧四鈣中的一種或一種以上的任意組合。
所述涂覆可生物降解高分子涂層的方法是將所述可生物降解的醫用植入體進行酸洗，然后將其在所述生物降解高分子涂層的制備材料溶于三氯乙烷制備的膠體中浸涂10-30分鐘后，勻速拉出進行離心處理得到涂覆有可生物降解高分子涂層的可體液降解的醫用植入體。
所述涂覆降解陶瓷涂層的方法為等離子噴涂、電泳沉積或陽極氧化和水熱合成；
所述等離子體噴涂可降解陶瓷涂層所用等離子氣體主氣為Ar，流量為30-100scfh，等離子氣體次氣為H2，流量為5-20scfh，噴涂電流為400-800A，噴涂電壓為40-80V，噴涂距離為100-500mm；所述電沉積可降解陶瓷涂層的方法為以醫用植入體為陰極在含鈣、磷鹽的電解液中，電流密度為2-10mA/cm2，處理10-60min后，清洗干燥得到所述醫用植入體；所述陽極氧化和水熱合成結合的方法為將所述醫用植入體在含有0.01-0.5mol/L β-甘油磷酸鈉和0.1-2mol/L醋酸鈣的電解液中，在200-500V下氧化10-30min，然后將所述醫用植入體在200-400℃下處理1-4h。
本發明的方法利用鎂及鎂合金容易腐蝕的特點，選擇了Mg-Ca系合金作為降解性材料應用于醫用植入體。本發明的Mg-Ca系合金的力學性質符合醫用植入體材料的強度和韌性的要求，同時又可體內降解，即可以克服醫用高分子材料強度低和醫用金屬材料不可降解的弱點，作到兼具有“可生物腐蝕降解特性”和“較高的支撐強度特性”。
本發明的可降解醫用植入體，在植入一段時間內既能發揮其金屬材料的高強度特點，完成植入體的功能(如誘導新骨組織形成或者支撐狹窄的血管)，又能在人體病變部位進行自身修復的同時作為“異體”逐漸被人體腐蝕降解，數量和體積逐漸減少，溶出的金屬離子能被生物體吸收利用促進骨生長或代謝排除體外，最終在人體結束自身修復時金屬材料植入體完全降解消失。
本發明的方法通過成分設計和制備工藝配合(如表面涂一層生物降解高分子材料涂層或生物降解陶瓷涂層)實現控制醫用植入體生物降解速度。此外，本發明的可體液降解的醫用植入體無毒，具備良好的組織相容性和血液相容性，是一種新型可靠的生物醫用植入器械。


圖1為不同鈣含量的Mg-Ca合金鑄錠的側視圖(a)和俯視圖(b)圖2為不同鈣含量Mg-Ca合金的典型XRD3為經過軋制后的不同鈣含量的Mg-Ca合金板材圖4Mg-Ca合金室溫拉伸試驗曲線圖5為Mg-1Ca合金在模擬體液(SBF)中浸泡(a)0、(b)26、(c)576h的XRD6為不同含鈣量的Mg-Ca合金在模擬體液(SBF)中浸泡10h的SEM檢測結果圖7為Mg-1Ca合金在模擬體液(SBF)中浸泡576h的SEM8為不同含鈣量的Mg-Ca合金在SBF溶液中浸泡后，溶液pH值隨浸泡時間變化的關系曲線圖9為不同含鈣量的Mg-Ca合金在模擬體液(SBF)中電化學腐蝕的極化曲線圖10Mg-1Ca骨科固定螺釘圖11為Mg-1Ca合金植入兔子體內手術照片圖12為Mg-1Ca合金植入兔子體內0(a)，5周(b)X光片圖13為可體液降解醫用植入體的細胞毒性試驗結果具體實施方式
下述實施例中所用的方法，如無特別說明，均為常規方法。
下述實施例中所用的百分含量，如無特別說明，均為質量百分含量。
實施例1、醫用Mg-Ca系合金植入體的制備及其性能測試以純Mg(純度為99.9％)、純Ca(純度為99.9％)(購自北京翠柏林有色金屬技術開發中心)作為原料，按不同質量比(鎂鈣質量比分別為99∶1，95∶5或80∶20)按比例混合，在CO2+SF6氣氛保護下，在700-720℃熔煉，待原料充分熔解后，保溫10min后，循環水快速冷卻，制得Mg-Ca合金錠(Mg-1Ca(鎂鈣質量比為99∶1)，Mg-5Ca(鎂鈣質量比為95∶5)，Mg-20Ca(鎂鈣質量比為80∶20))(圖1)，用X射線衍射(XRD)檢測相組成，部分結果如圖2所示，結果表明，鈣的質量含量增加為1％(Mg-1Ca)時未出現第二相Mg2Ca，隨著鈣的質量含量增加為5％(Mg-5Ca)，鎂鈣合金中出現第二相Mg2Ca，隨著鈣的質量含量增加到20％(Mg-20Ca)，第二相Mg2Ca增加。
然后對上述得到Mg-Ca合金錠(Mg-1Ca(鎂鈣質量比為99∶1)或Mg-5Ca(鎂鈣質量比為95∶5))進行熱軋，先400℃預熱鑄錠，然后采用熱軋方式，在往返式軋機中反復軋制，溫軋溫度在300℃，最后在精軋機中將其軋制到2mm厚度(圖3)。在電子萬能試驗機上拉伸Mg-Ca(Mg-1Ca，Mg-5Ca)合金軋態試樣，尺寸2×2×90mm，拉伸試驗結果如圖4，表1所示，結果表明鈣含量增加，合金變脆。
表1.Mg-Ca合金拉伸試樣結果

將上述軋制過的Mg-Ca(Mg-1Ca，Mg-5Ca)合金，通過線切割制備10×10×2mmMg-Ca(Mg-1Ca，Mg-5Ca)合金試樣片，用2000#砂紙打磨后在無水乙醇中超聲清洗5min，干燥后浸泡在按表2配制的SBF模擬體液中。不同時間取出試樣用X射線衍射(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)檢測不同時間Mg-Ca合金表面腐蝕產物，并用pHS-3C型pH計(上海雷磁)監測浸泡Mg-Ca合金的SBF模擬體液中pH值的變化。
浸泡0(圖5中a)、26(圖5中b)、576h(圖5中c)的XRD圖如圖5所示，結果表明，隨著浸泡時間的延長，Mg-Ca合金表面的鎂磷灰石含量增加；并且表面逐漸變得致密，其中，Mg-1Ca合金(圖6中a))和Mg-5Ca合金(圖6中b))在模擬體液(SBF)中浸泡10h的SEM檢測結果如圖6所示，Mg-1Ca合金(圖7中a)，b))在模擬體液(SBF)中浸泡576h的SEM檢測結果如圖7所示。Mg-1Ca合金和Mg-5Ca合金在模擬體液(SBF)中浸泡后，pH值先迅速上升然后進入平臺區，pH不再變化(圖8)。
以純Mg(純度為99.9％)、純Ca(純度為99.9％)(購自北京翠柏林有色金屬技術開發中心)作為原料，按不同質量比(鎂鈣質量比分別為99∶1，98∶2或97∶3)按比例混合，在CO2+SF6氣氛保護下，在700-720℃熔煉，待原料充分熔解后，保溫10min后，循環水快速冷卻，制得Mg-Ca合金錠(Mg-1Ca(鎂鈣質量比為99∶1)，Mg-2Ca(鎂鈣質量比為98∶2)，Mg-3Ca(鎂鈣質量比為97∶3))；測試不同含量Mg-Ca合金(Mg-1Ca(圖9中的1％)，Mg-2Ca(圖9中的2％)，Mg-3Ca(圖9中的3％))在SBF模擬體液中的電化學極化行為結果如圖9所示，結果表明鈣含量增加，自腐蝕電壓下降，腐蝕電流密度增加，腐蝕速率增大。
表2.SBF模擬體液中各離子濃度(mmol/L)

通過車床加工Mg-Ca合金(Mg-1Ca)螺釘，制備的螺釘尺寸參數為長度20mm；螺紋厚度1mm；螺紋長度10mm(圖10)。取上述方法制得的Mg-Ca合金植入螺釘10只，分別擰進10只家兔股骨(圖11)。術后一周，五周X光觀察結果表明，手術后一周，10只家兔均沒有發現植入體引起周圍組織發炎等異物反應，植入螺釘沒有明顯腐蝕(圖12，圖12中a)為術后0天的X光片，b)為術后7天的X光片，圖中箭頭所指處即為螺釘)。
實施例2、可體液降解醫用植入體的制備及其細胞毒性試驗以純Mg(純度為99.9％)、純Ca(純度為99.9％)(購自北京翠柏林有色金屬技術開發中心)作為原料，按鎂鈣質量比為99∶1的比例混合，在CO2+SF6氣氛保護下，在700-720℃熔煉，待原料充分熔解后，保溫10min后，循環水快速冷卻，制得Mg-Ca合金錠Mg-1Ca(鎂鈣質量比為99∶1)。
將5枚長、寬、厚度分別為10、10、1mm的上述制備的鎂鈣合金塊經環氧乙烷消毒滅菌，置于無菌培養瓶中，按鎂鈣合金塊試樣表面積與RPMI 1640培養液體積之比為3cm2/ml的比例加入RPMI 1640培養液，置于37℃、95％相對濕度、5％CO2培養箱中72h，得到鎂鈣合金浸提液原液，密封，4℃冰箱保存備用。
浸提液與細胞接種培養及結果觀察將L-929細胞復蘇、傳代后，懸浮于RPMI1640培養液中，接種于96孔培養板上，陰性對照組加入RPMI1640培養液，鎂鈣原液組加入上述得到的鎂鈣合金RPMI1640浸提原液，使最終細胞濃度為5×104/ml。置于37℃、5％CO2培養箱中培養，7天后取出培養板，在倒置相差顯微鏡下觀察活細胞的形態(圖13)。結果表明與陰性對照組相比，細胞數量處于同一數量級，說明鎂鈣合金沒有細胞毒性。
實施例3、可體液降解醫用植入體的制備及其力學性能測試采用高真空快淬系統制備快速凝固Mg-Ca系合金(Mg-2Ca(鎂的質量百分含量為98±0.3％，鈣的質量百分含量為2±0.3％)，Mg-5Ca(鎂的質量百分含量為98±0.3％，鈣的質量百分含量為5±0.3％)，Mg-5Ca-5Zn(鎂的質量百分含量為98±0.3％，鈣的質量百分含量為5±0.3％，Zn的質量百分含量為5±0.3％))薄帶，具體方法是將原料按所述比例混合后采用高真空快淬系統制備快速凝固Mg-2Ca、Mg-5Ca或Mg-5Ca-5Zn薄帶，參數為加料量2～8g、感應加熱功率3-7kW、噴嘴與輥間距0.80mm、噴射壓力0.1MPa、輥輪轉速2000r/mln及噴嘴狹縫尺寸1film×8mm×6mm。然后將薄帶粉碎后壓制成坯，采用擠壓的方式制備Mg-Ca系合金棒材，采用方向擠壓，擠壓溫度范圍為350℃，擠壓比25，制備出直徑為7mm的Mg-Ca系合金(Mg-2Ca、Mg-5Ca或Mg-5Ca-5Zn)棒材。
在電子萬能試驗機上拉伸試樣(直徑為7mm，長100mm)。結果如表3所示，結果表明增加Ca含量提高了合金的抗拉強度和彈性模量，但增加了材料的脆性，而加入鋅在提高力學性能的同時也增加了合金的塑性。
表3.快速凝固Mg-Ca系合金室溫拉伸試驗結果

實施例4、可體液降解醫用植入體的制備及其動物實驗將純Mg(純度為99.9％)和純Ca(純度為99.9％)按質量比為99∶1的比例，混合均勻，壓制成坯，在真空燒結爐(VSF系列(通用型)真空燒結爐，沈陽真空技術研究所)中燒結，具體燒結的步驟為以2℃/min慢速升溫至300℃后，接著以30℃/min快速升溫至650℃，最后，爐冷降溫，用預合金粉燒結法得到多孔結構的Mg-Ca合金，經排水法測量空隙率為50％，將該多孔結構的Mg-Ca合金經切割制備成尺寸為5×5×5mm3的立方體，即得到醫用植入體-骨組織修復支架。
將按照上述方法制備的骨組織修復支架植入體10個，分別利用手術埋植于10只家兔的股骨內，首先用φ＝3mm手鉆在家兔股骨處鉆孔后將植入體埋植入股骨，術后注射青霉素鉀15mg/kg，實驗以316L不銹鋼(西北有色金屬研究院)支架作為對照；手術后30天，通過X光觀察10只家兔股骨處該合金材料由于腐蝕降解體積逐步減小，材料周圍的骨組織修復受損骨且接觸緊密。骨組織修復支架植入體植入4月后，均完全降解，而316L不銹鋼支架周圍組織發炎。
實施例5、可體液降解醫用植入體的制備及其動物實驗將純Mg(純度為99.9％)和純Ca(純度為99.9％)按質量比為99∶1的比例，混合均勻，在惰性氣體保護下，壓力為15MPa，壓制成坯，然后將Mg-Ca合金坯料點燃進行自蔓延高溫合成，得到多孔結構的Mg-Ca合金。將該多孔結構的Mg-Ca合金經切割制備成尺寸為5×5×5mm3的立方體，即得到醫用植入體-骨組織修復支架。
將按照上述方法制備的骨組織修復支架植入體10個，分別利用手術埋植于10只家兔的股骨內，首先用φ＝3mm手鉆在家兔股骨處鉆孔后將植入體埋植入股骨，術后注射青霉素鉀15mg/kg，術后30天，通過X光觀察10只家兔股骨處該合金材料由于腐蝕降解體積逐步減小，材料周圍的骨組織修復受損骨且接觸緊密。骨組織修復支架植入體植入4月后，均完全降解。
實施例6、可體液降解醫用植入體的制備及其動物實驗以純Mg(純度為99.9％)和純Ca(純度為99.9％)和稀土元素釔(純度為99.9％)作為原料，按質量比為90∶8∶2的比例混合，在CO2+SF6氣氛保護下，在720-740℃熔煉，待原料充分熔解后，保溫10min后，循環水快速冷卻，制得Mg-Ca系合金錠(Mg-Ca-Y合金)。將制得的Mg-Ca-Y合金錠，在真空、550℃，固溶處理24小時，隨后時效處理4小時，處理溫度200℃。然后將該Mg-Ca-Y合金錠采用下述一系列的機械加工(如鍛造、擠壓、擴徑、定型等)及其輔助加工工藝(酸洗、機械拋光及電化學拋光等)制備Mg-8Ca-2Y合金支架；具體制備步驟如下1)酸洗將上述時效處理后的Mg-Ca-Y合金錠用醋酸180g/L，硝酸鈉50g/L，室溫下酸洗1min。
2)鍛造將經酸洗的Mg-Ca-Y合金錠在250-500℃的溫度范圍內預熱4小時，然后在350℃溫度下鍛造，鍛造速率為550mm/s，鍛造率為10％。
3)擠壓將經煅造的Mg-Ca-Y合金采用擠壓的方式制備Mg-Ca-Y合金管材，采用方向擠壓，擠壓溫度范圍為250℃。
4)切割該植入體可以通過常規的線切割或者電火花切割工藝進行加工。
5)擴徑在制備支架植入體時，在利用激光切割出幾何花樣以后，然后利用模具逐步擴張管狀支架的內徑，每道擴徑后進行熱處理消除內應力。
6)電化學拋光將切割好的Mg-Ca-Y合金支架經過電化學拋光得到醫用植入血管支架。
將按照上述方法制備的的10個合金血管支架，分別植入到10只家兔的股動脈中。結果表明，該10只家兔植入血管支架8-9個月后，植入處均未出現異常現象，血管暢通，無再狹窄，并且血管的內徑逐漸變大，此時處死家兔取出支架，稱重發現10個合金血管支架植入體的重量平均損失60％。
實施例7、可體液降解醫用植入體的制備及其動物實驗采用純鎂(純度為99.9％)和純鈣(純度為99.9％)(質量百分比Mg∶Ca＝99∶1)為原料，在CO2+SF6氣氛保護下，700-720℃下熔煉，待實驗材料充分溶解后保溫10min后，隨后采用真空精密鑄造的方式(澆注溫度為630℃，模具溫度在200℃左右)將熔料澆注到預先設計好的模具中，隨后通過砂輪打磨澆口，線切割制備出可降解Mg-Ca系合金髓內針植入體。
取通過上述精密鑄造的Mg-Ca系合金髓內針植入體10個，分別植入到10只股骨骨折的家犬的股骨髓腔內，定期檢查未發現髓內針有松動或者斷裂現象，6個月后10只家犬的骨折均已完全愈合。9個月后10只家犬的體內的Mg-Ca系合金髓內針均完全降解。
實施例8、可體液降解醫用植入體的制備及其動物實驗將純Mg(純度為99.9％)和純Ca(純度為99.9％)作為原料，按質量比為99∶1的比例混合，在CO2+SF6氣氛保護下，在700-720℃熔煉，待原料充分熔解后，保溫10min后，循環水快速冷卻，制得Mg-Ca合金錠。將制得的Mg-Ca合金錠，在真空、550℃，固溶處理24小時，隨后時效處理4小時，處理溫度200℃。然后采用下述鍛造、擠壓、機床加工等制備出不同直徑不同長度，螺紋深1mm的Mg-Ca合金螺釘。具體的制備工藝如下。
酸洗將時效處理得到的Mg-Ca合金錠用乙二醇200g/L，硝酸鈉40g/L，室溫下酸洗1min。
鍛造將經酸洗的Mg-Ca合金錠在250-500℃范圍內預熱4小時，然后在350℃范圍內鍛造，鍛造速率為550mm/s，鍛造率為10％。
擠壓將經煅造后的Mg-Ca合金錠，采用擠壓的方式制備Mg-Ca合金實心棒材，采用方向擠壓，擠壓溫度范圍為250℃。
采用線切割根據制備不同長度螺釘取材。
通過車床加工Mg-Ca合金螺釘，制備的螺釘尺寸參數為長度15mm，20mm，25mm，30mm；螺紋厚度1mm；螺紋長度10mm。
加工的螺釘進行消毒處理，準備待用。
取上述方法制得的Mg-Ca合金植入螺釘10只，分別擰進10只家犬的股骨中。術后7天，一個月，三個月，六個月X光觀察結果表明，手術后一個月，10只家犬均沒有發現植入體引起周圍組織發炎等異物反應。觀察發現隨著植入時間的延長，10只家犬體內的Mg-Ca合金植入螺釘尺寸均逐漸變小，降解處均被新骨填充，同時兩者連接處致密。6個月后，10只家犬體內Mg-Ca合金植入螺釘均完全降解，植入體處均完全是新生成骨。
實施例9、可體液降解醫用植入體的制備及其動物實驗采用純鎂(99.9％)、純鈣(99.9％)和純鋅(99.9％)為原料，按質量比為89∶8∶3的比例混合，在CO2+SF6氣氛保護下熔煉，待原料充分熔解后，保溫10min后，將熔料澆注到預先設計好的模具中，澆注溫度為630℃，模具溫度在200℃，循環水快速冷卻，制得Mg-Ca系合金錠(Mg-Ca-Zn合金錠)。將制得的Mg-Ca系合金鑄錠在真空、550℃，固溶處理24小時，隨后時效處理4小時，處理溫度200℃。然后按照下述處理方法制備出可降解Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體。具體的制備工藝如下1)鍛造將Mg-Ca-Zn合金進行鍛造，參數同實施例6，鍛造率10％，鍛造后最終厚度為10mm。
2)將鍛造后的Mg-Ca-Zn合金切割出所需骨固定板尺寸，制備出不同規格的骨固定板，環氧乙烷消毒處理后，得到可降解Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體。
取10個上述方法制得的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體，分別固定于10只家犬的股骨中。術后一個月，三個月，六個月X光觀察結果表明，術后一個月，10只家犬均沒有發現植入體引起周圍組織發炎等異物反應。觀察發現隨著植入時間的延長，10只家犬體內的Mg-Ca-Zn合金骨固定板尺寸均逐漸變小，同時與連接骨處連接緊密。六個月后，10只家犬體內的Mg-Ca-Zn合金植入骨固定板均完全降解。
實施例10、可體液降解醫用植入體的制備及其動物實驗采用純鎂(純度為99.9％)、純鈣(純度為99.9％)、純銀(純度為99.9％)為原料，按比例98∶1∶1的比例混合，在CO2+SF6氣氛保護下熔煉，將原料充分熔解后，保溫30min后循環水快速冷卻，制得Mg-Ca系合金錠(Mg-Ca-Ag合金錠)。將制得的Mg-Ca系合金錠在真空、500℃，固溶處理24小時，隨后200℃時效處理2小時。然后線切割根據制備不同長度螺釘取材。通過車床加工Mg-Ca系合金螺釘，制備的螺釘尺寸參數為長度15mm，20mm，25mm，30mm；螺紋厚度1mm；螺紋長度10mm。加工的螺釘進行環氧乙烷消毒處理，準備待用。
取上述方法制得的Mg-Ca系合金植入螺釘10只，分別擰進10只家兔股骨。術后7天，一個月，三個月，四個月X光觀察結果表明，手術后一個月，10只家兔均沒有發現植入體引起周圍組織發炎等異物反應。觀察發現隨著植入時間的延長，10只家兔體內的Mg-Ca系合金植入螺釘尺寸均逐漸變小，降解處均被新骨填充，同時兩者連接處致密。4個月后，10只家兔體內Mg-Ca系合金植入螺釘均完全降解，植入體處均完全是新生成骨。
實施例11、可體液降解醫用植入體的制備及其動物實驗采用純鎂(純度為99.9％)、純鈣(純度為99.9％)、純錫(純度為99.9％)為原料，按比例98∶1∶1的比例混合，按照實施例8所述方法制備Mg-Ca系合金植入螺釘(Mg-Ca-Sn合金螺釘)。加工的螺釘進行環氧乙烷消毒處理，準備待用。
取上述方法制得的Mg-Ca系合金植入螺釘10只，分別擰進10只家兔股骨。術后一個月，三個月，五個月X光觀察結果表明，手術后一個月，10只家兔均沒有發現植入體引起周圍組織發炎等異物反應。隨著植入時間的延長，10只家兔體內的Mg-Ca系合金植入螺釘尺寸均逐漸變小，降解處均被新骨填充。5個月后，10只家兔體內Mg-Ca系合金植入螺釘均完全降解，植入體處均完全是新生成骨。
實施例12、可體液降解醫用植入體的制備及其動物實驗采用純鎂(純度為99.9％)、純鈣(純度為99.9％)、Mg-Zr中間合金(含質量百分含量為74.89％的Mg和質量百分含量為25.11％的Zr)為原料，按比例98∶1∶1的比例混合。在CO2+SF6氣氛保護下將鎂錠和純鈣熔化，升溫至790℃，加入預熱至400℃的Mg-Zr中間合金，待全部熔化后，攪拌2-5min，保溫30min后循環水快速冷卻，制得Mg-Ca系合金錠(Mg-Ca-Zr合金錠)。將制得的Mg-Ca系合金錠在真空、500℃，固溶處理24小時，隨后200℃時效處理2小時。然后按照實施例8所述方法制備Mg-Ca系合金螺釘。
取上述方法制得的Mg-Ca系合金植入螺釘10只，分別擰進10只家兔股骨。術后7天，一個月，三個月，六個月X光觀察結果表明，手術后一個月，10只家兔均沒有發現植入體引起周圍組織發炎等異物反應。隨著植入時間的延長，10只家兔體內的Mg-Ca系合金植入螺釘尺寸均逐漸變小，降解處均被新骨填充。6個月后，10只家兔體內Mg-Ca系合金植入螺釘均完全降解，植入體處均完全是新生成骨。
實施例13、可體液降解醫用植入體的制備及其動物實驗按照實施例9所述的方法制備Mg-Ca-Zn合金骨固定板。然后，將制備的Mg-Ca-Zn合金骨固定板采用酸洗，浸涂、干燥等工藝制備表面涂有L-聚乳酸(PLLA)涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體。具體的制備工藝如下(1)用乙二醇200g/L，硝酸鈉40g/L酸洗液，將Mg-Ca-Zn合金骨固定板酸洗1min。
(2)在10ml三氯乙烷中溶解0.5gPLLA(分子量100-160kDa)制成PLLA膠體。
(3)將酸洗后的Mg-Ca-Zn合金骨固定板放入PLLA膠體中浸泡30分鐘，勻速提拉出該Mg-Ca-Zn合金骨固定板。
(4)Mg-Ca-Zn合金骨固定板真空下室溫干燥過夜，環氧乙烷消毒處理，得到表面涂有L-聚乳酸(PLLA)涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體。
取10只上述制得的表面涂有L-聚乳酸(PLLA)涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體，分別固定于10只家犬的股骨中。術后一個月，三個月，八個月的觀察，結果表明，手術后一個月，10只家犬均沒有發現植入體引起周圍組織發炎等異物反應。10只家犬體內的Mg-Ca-Zn合金骨固定板尺寸均逐漸變小，同時與連接骨處連接緊密。八個月后，10只家犬體內的Mg-Ca-Zn合金植入骨固定板均完全降解。
實施例14、可體液降解醫用植入體的制備及其動物實驗按照實施例7所述方法制備Mg-Ca合金，然后將Mg-Ca合金采用擠壓的方式制備Mg-Ca合金棒材，采用方向擠壓，擠壓溫度范圍為250℃。將該Mg-Ca合金制作成20mm長，直徑為1.5mm的圓柱形支架樣品，拋光后先后在丙酮、酒精中超聲清洗10分鐘，真空干燥。將該支架樣品放入0.15g/ml聚羥基乙酸(PGA)膠液中浸泡10分鐘，將樣品勻速提拉出溶液，真空干燥。涂層厚度5μm，得到涂覆聚羥基乙酸(PGA)的Mg-Ca合金圓柱形樣品。
取上述方法制得的Mg-Ca合金圓柱形樣品10個，分別植入10只家兔股骨。術后一個月，六個月、十個月X光觀察結果表明，手術后一個月，10只家兔均沒有發現植入體引起周圍組織發炎等異物反應，并且植入體降解速度較Mg-Ca合金緩慢。隨著植入時間的延長，10只家兔體內涂覆聚羥基乙酸(PGA)的Mg-Ca合金圓柱尺寸均逐漸變小，降解處均被新骨填充。10個月后，10只家兔體內涂覆聚羥基乙酸(PGA)的Mg-Ca合金圓柱均完全降解，植入體處均完全是新生成骨。
實施例15、可體液降解醫用植入體的制備及其動物實驗按照實施例9所述的方法制備Mg-Ca-Zn合金骨固定板。然后，將制備的Mg-Ca-Zn合金骨固定板先后用800#，1500#，2000#砂紙打磨，以pH為10-11，含有0.04mol/Lβ-甘油磷酸鈉和0.2mol/L醋酸鈣的溶液作為電解液，在350V，陽極氧化10min，制備含鈣、磷氧化層。將經陽極氧化的骨固定板，置于高壓反應釜中，在pH為13-14，含有0.04mol/Lβ-甘油磷酸鈉和0.2mol/L醋酸鈣的溶液中，130℃保溫4h后自然冷卻。然后烘干。環氧乙烷消毒處理后，得到表面涂有羥基磷灰石的可降解Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體。
取10個上述制得的表面涂有羥基磷灰石的可降解Mg-Ca-Zn合金骨固定板，分別固定于10只家犬的股骨中。術后一個月，三個月，六個月，十個月X光的觀察結果表明，手術后一個月，10只家犬均沒有發現植入體引起周圍組織發炎等異物反應。10只家犬體內的Mg-Ca-Zn合金骨固定板尺寸均逐漸變小，同時與連接骨處連接緊密。10個月后，10只家犬體內的Mg-Ca-Zn合金植入骨固定板均完全降解。
實施例16、可體液降解醫用植入體的制備及其動物實驗以純Mg(純度為99.9％)、純Ca(純度為99.9％)(購自北京翠柏林有色金屬技術開發中心)作為原料，按鎂鈣質量比分別為99∶1的比例混合，在CO2+SF6氣氛保護下，在700-720℃熔煉，待原料充分熔解后，保溫10min后，循環水快速冷卻，制得Mg-Ca合金錠。將上述制備的Mg-Ca合金分別切割出所需骨固定板尺寸，制備出不同規格的骨固定板。將Mg-Ca合金骨固定板在乙二醇200g/L，硝酸鈉40g/L酸洗液中酸洗1min。采用Sulzer Metco A2000等離子噴涂設備噴涂可降解羥基磷灰石涂層，采用的羥基磷灰石粉末(Amdry6021，瑞士Sulzer Metco公司)粒徑范圍20-50μm，所用等離子氣體主氣為Ar，流量為50scfh，等離子氣體次氣為H2，流量為10scfh，噴涂電流為600A，噴涂電壓為60V，噴涂距離為300mm。制備得到具有羥基磷灰石涂層的Mg-Ca合金骨固定板。
取上述方法制得的具有羥基磷灰石涂層的Mg-Ca合金骨固定板10片，分別植入10只家兔股骨。術后一個月，三個月，六個月、十二個月X光觀察結果表明，手術后一個月，10只家兔均沒有發現植入體引起周圍組織發炎等異物反應，并且植入體降解速度較Mg-Ca合金緩慢。隨著植入時間的延長，10只家兔體內具有羥基磷灰石涂層的Mg-Ca合金骨固定板尺寸均逐漸變小，降解處均被新骨填充。12個月后，10只家兔體內具有羥基磷灰石涂層的Mg-Ca合金骨固定板均完全降解，植入體處均完全是新生成骨。
實施例17、可體液降解醫用植入體的制備及其動物實驗以純Mg(純度為99.9％)、純Ca(純度為99.9％)(購自北京翠柏林有色金屬技術開發中心)作為原料，按鎂鈣質量比分別為99∶1的比例混合，在CO2+SF6氣氛保護下，在700-720℃熔煉，待原料充分熔解后，保溫10min后，循環水快速冷卻，制得Mg-Ca合金錠。將上述制備Mg-Ca合金切割出所需骨固定板尺寸，制備出不同規格的骨固定板。在電解液(Ca(NO3)20.2mol/L，NH4H2PO40.15mol/L，檸檬酸銨0.4mol/L，pH＝6.8)中電沉積磷酸鈣涂層，電流密度2mA/cm2，沉積時間30min，反應溫度25℃。去離子水清洗樣品室溫干燥。經檢測涂層主要有β-磷酸三鈣和羥基磷灰石組成，得到具有β-磷酸三鈣和羥基磷灰石涂層的Mg-Ca合金骨固定板。
取上述方法制得的具有β-磷酸三鈣和羥基磷灰石涂層的Mg-Ca合金骨固定板10片，分別植入10只家兔股骨。術后一個月，三個月，六個月、十二個月X光觀察結果表明，手術后一個月，10只家兔均沒有發現植入體引起周圍組織發炎等異物反應，并且植入體降解速度較Mg-Ca合金緩慢。隨著植入時間的延長，10只家兔體內具有磷酸鈣涂層的Mg-Ca合金骨固定板尺寸均逐漸變小，降解處均被新骨填充。12個月后，10只家兔體內具有磷酸鈣涂層的Mg-Ca合金骨固定板均完全降解，植入體處均完全是新生成骨。
實施例18、可體液降解醫用植入體的制備及其動物實驗按照實施例9所述的方法制備Mg-Ca-Zn合金骨固定板。然后，將制備的Mg-Ca-Zn合金骨固定板采用酸洗，浸涂、干燥等工藝制備表面涂有聚乳酸(PLA)涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體。具體的制備工藝如下(1)用乙二醇200g/L，硝酸鈉40g/L酸洗液，將Mg-Ca-Zn合金骨固定板酸洗1min。
(2)在10ml三氯乙烷中溶解2gPLA制成PLA膠體。
(3)將酸洗后的Mg-Ca-Zn合金骨固定板放入PLA膠體中浸泡30分鐘，勻速提拉出該Mg-Ca-Zn合金骨固定板。
(4)Mg-Ca-Zn合金骨固定板真空下室溫干燥過夜，環氧乙烷消毒處理，得到表面涂有聚乳酸(PLA)涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體。
取10只上述制得的表面涂有聚乳酸(PLA)涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體，分別固定于10只家犬的股骨中。術后一個月，三個月，六個月的觀察，結果表明，手術后一個月，10只家犬均沒有發現植入體引起周圍組織發炎等異物反應。10只家犬體內的Mg-Ca-Zn合金骨固定板尺寸均逐漸變小，同時與連接骨處連接緊密。六個月后，10只家犬體內的Mg-Ca-Zn合金植入骨固定板均完全降解。
實施例19、可體液降解醫用植入體的制備及其動物實驗按照實施例9所述的方法制備Mg-Ca-Zn合金骨固定板。然后，將制備的Mg-Ca-Zn合金骨固定板采用酸洗，浸涂、干燥等工藝制備表面涂有聚己酸內酯(PCL)涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體。具體的制備工藝如下(1)用乙二醇200g/L，硝酸鈉40g/L酸洗液，將Mg-Ca-Zn合金骨固定板酸洗1min。
(2)在10ml三氯乙烷中溶解1gPCL制成PCL膠體。
(3)將酸洗后的Mg-Ca-Zn合金骨固定板放入PCL膠體中浸泡30分鐘，勻速提拉出該Mg-Ca-Zn合金骨固定板。
(4)Mg-Ca-Zn合金骨固定板真空下室溫干燥過夜，環氧乙烷消毒處理，得到表面涂有聚乙酸內酯(PCL)涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體。
取10只上述制得的表面涂有聚己酸內酯(PCL)涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體，分別固定于10只家犬的股骨中。術后一個月，六個月，十六個月的觀察，結果表明，手術后一個月，10只家犬均沒有發現植入體引起周圍組織發炎等異物反應。10只家犬體內的Mg-Ca-Zn合金骨固定板尺寸均逐漸變小，同時與連接骨處連接緊密。十六個月后，10只家犬體內的Mg-Ca-Zn合金植入骨固定板均完全降解。
實施例20、可體液降解醫用植入體的制備及其動物實驗按照實施例9所述的方法制備Mg-Ca-Zn合金骨固定板。然后，將制備的Mg-Ca-Zn合金骨固定板采用酸洗，浸涂、干燥等工藝制備表面涂有聚氰基丙烯酸酯(PACA)涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體。具體的制備工藝如下(1)用乙二醇200g/L，硝酸鈉40g/L酸洗液，將Mg-Ca-Zn合金骨固定板酸洗1min。
(2)在10ml三氯乙烷中溶解5gPACA制成PACA膠體。
(3)將酸洗后的Mg-Ca-Zn合金骨固定板放入PACA膠體中浸泡30分鐘，勻速提拉出該Mg-Ca-Zn合金骨固定板。
(4)Mg-Ca-Zn合金骨固定板真空下室溫干燥過夜，環氧乙烷消毒處理，得到表面涂有聚氰基丙烯酸酯(PACA)涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體。
取10只上述制得的表面涂有聚氰基丙烯酸酯(PACA)涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體，分別固定于10只家犬的股骨中。術后一個月，三個月，六個月的觀察，結果表明，手術后一個月，10只家犬均沒有發現植入體引起周圍組織發炎等異物反應。10只家犬體內的Mg-Ca-Zn合金骨固定板尺寸均逐漸變小，同時與連接骨處連接緊密。六個月后，10只家犬體內的Mg-Ca-Zn合金植入骨固定板均完全降解。
實施例21、可體液降解醫用植入體的制備及其動物實驗按照實施例9所述的方法制備Mg-Ca-Zn合金骨固定板。然后，將制備的Mg-Ca-Zn合金骨固定板采用酸洗，浸涂、干燥等工藝制備表面涂有聚對二氧雜環己烷酮涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體。具體的制備工藝如下(1)用乙二醇200g/L，硝酸鈉40g/L酸洗液，將Mg-Ca-Zn合金骨固定板酸洗1min。
(2)在10ml三氯乙烷中溶解5g聚對二氧雜環己烷酮制成聚對二氧雜環己烷酮膠體。
(3)將酸洗后的Mg-Ca-Zn合金骨固定板放入聚對二氧雜環己烷酮膠體中浸泡30分鐘，勻速提拉出該Mg-Ca-Zn合金骨固定板。
(4)Mg-Ca-Zn合金骨固定板真空下室溫干燥過夜，環氧乙烷消毒處理，得到表面涂有聚對二氧雜環己烷酮涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體。
取10只上述制得的表面涂有聚對二氧雜環己烷酮涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體，分別固定于10只家犬的股骨中。術后一個月，三個月，六個月的觀察，結果表明，手術后一個月，10只家犬均沒有發現植入體引起周圍組織發炎等異物反應。10只家犬體內的Mg-Ca-Zn合金骨固定板尺寸均逐漸變小，同時與連接骨處連接緊密。六個月后，10只家犬體內的Mg-Ca-Zn合金植入骨固定板均完全降解。
實施例22、可體液降解醫用植入體的制備及其動物實驗按照實施例9所述的方法制備Mg-Ca-Zn合金骨固定板。然后，將制備的Mg-Ca-Zn合金骨固定板采用酸洗，浸涂、干燥等工藝制備表面涂有聚乳酸和聚羥基乙酸的共聚物(PLGA)涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體。具體的制備工藝如下(1)用乙二醇200g/L，硝酸鈉40g/L酸洗液，將Mg-Ca-Zn合金骨固定板酸洗1min。
(2)在10ml三氯乙烷中溶解1g聚乳酸和聚羥基乙酸的共聚物制成PLGA膠體。
(3)將酸洗后的Mg-Ca-Zn合金骨固定板放入PLGA膠體中浸泡30分鐘，勻速提拉出該Mg-Ca-Zn合金骨固定板。
(4)Mg-Ca-Zn合金骨固定板真空下室溫干燥過夜，環氧乙烷消毒處理，得到表面涂有聚乳酸和聚羥基乙酸的共聚物涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體。
取10只上述制得的表面涂有聚乳酸和聚羥基乙酸的共聚物(PLGA)涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體，分別固定于10只家犬的股骨中。術后一個月，三個月，七個月的觀察，結果表明，手術后一個月，10只家犬均沒有發現植入體引起周圍組織發炎等異物反應。10只家犬體內的Mg-Ca-Zn合金骨固定板尺寸均逐漸變小，同時與連接骨處連接緊密。七個月后，10只家犬體內的Mg-Ca-Zn合金植入骨固定板均完全降解。
實施例23、可體液降解醫用植入體的制備及其動物實驗按照實施例9所述的方法制備Mg-Ca-Zn合金骨固定板。然后，將制備的Mg-Ca-Zn合金骨固定板采用酸洗，浸涂、干燥等工藝制備表面涂有40％硬脂酸封端的聚葵二酸酐PSA聚酸酐涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體。具體的制備工藝如下(1)用乙二醇200g/L，硝酸鈉40g/L酸洗液，將Mg-Ca-Zn合金骨固定板酸洗1min。
(2)在10ml三氯乙烷中溶解1g40％硬脂酸封端的聚葵二酸酐PSA制成PSA膠體。
(3)將酸洗后的Mg-Ca-Zn合金骨固定板放入PSA膠體中浸泡30分鐘，勻速提拉出該Mg-Ca-Zn合金骨固定板。
(4)Mg-Ca-Zn合金骨固定板真空下室溫干燥過夜，環氧乙烷消毒處理，得到表面涂有40％硬脂酸封端的聚葵二酸酐PSA涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體。
取10只上述制得的表面涂有40％硬脂酸封端的聚葵二酸酐PSA涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體，分別固定于10只家犬的股骨中。術后一個月，五個月，九個月的觀察，結果表明，手術后一個月，10只家犬均沒有發現植入體引起周圍組織發炎等異物反應。10只家犬體內的Mg-Ca-Zn合金骨固定板尺寸均逐漸變小，同時與連接骨處連接緊密。九個月后，10只家犬體內的Mg-Ca-Zn合金植入骨固定板均完全降解。
實施例24、可體液降解醫用植入體的制備及其動物實驗按照實施例9所述的方法制備Mg-Ca-Zn合金骨固定板。然后，將制備的Mg-Ca-Zn合金骨固定板采用酸洗，浸涂、干燥等工藝制備表面涂有聚(咪唑基乙基丙氨酸酯基)膦腈涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體。具體的制備工藝如下(1)用乙二醇200g/L，硝酸鈉40g/L酸洗液，將Mg-Ca-Zn合金骨固定板酸洗1min。
(2)在10ml三氯乙烷中溶解1g聚(咪唑基乙基丙氨酸酯基)膦腈制成聚膦腈膠體。
(3)將酸洗后的Mg-Ca-Zn合金骨固定板放入聚膦腈膠體中浸泡30分鐘，勻速提拉出該Mg-Ca-Zn合金骨固定板。
(4)Mg-Ca-Zn合金骨固定板真空下室溫干燥過夜，環氧乙烷消毒處理，得到表面涂有聚膦腈涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體。
取10只上述制得的表面涂有聚(咪唑基乙基丙氨酸酯基)膦腈涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體，分別固定于10只家犬的股骨中。術后一個月，五個月，十個月的觀察，結果表明，手術后一個月，10只家犬均沒有發現植入體引起周圍組織發炎等異物反應。10只家犬體內的Mg-Ca-Zn合金骨固定板尺寸均逐漸變小，同時與連接骨處連接緊密。十個月后，10只家犬體內的Mg-Ca-Zn合金植入骨固定板均完全降解。
實施例25、可體液降解醫用植入體的制備及其動物實驗按照實施例9所述的方法制備Mg-Ca-Zn合金骨固定板。然后，將制備的Mg-Ca-Zn合金骨固定板采用酸洗，浸涂、干燥等工藝制備表面涂有聚β-羥基丁酸酯(PHB)涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體。具體的制備工藝如下(1)用乙二醇200g/L，硝酸鈉40g/L酸洗液，將Mg-Ca-Zn合金骨固定板酸洗1min。
(2)在10ml三氯乙烷中溶解1g聚β-羥基丁酸酯制成PHB膠體。
(3)將酸洗后的Mg-Ca-Zn合金骨固定板放入PHB膠體中浸泡30分鐘，勻速提拉出該Mg-Ca-Zn合金骨固定板。
(4)Mg-Ca-Zn合金骨固定板真空下室溫干燥過夜，環氧乙烷消毒處理，得到表面涂有PHB涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體。
取10只上述制得的表面涂有聚β-羥基丁酸酯(PHB)涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體，分別固定于10只家犬的股骨中。術后一個月，五個月，十二個月的觀察，結果表明，手術后一個月，10只家犬均沒有發現植入體引起周圍組織發炎等異物反應。10只家犬體內的Mg-Ca-Zn合金骨固定板尺寸均逐漸變小，同時與連接骨處連接緊密。十二個月后，10只家犬體內的Mg-Ca-Zn合金植入骨固定板均完全降解。
實施例26、可體液降解醫用植入體的制備及其動物實驗按照實施例9所述的方法制備Mg-Ca-Zn合金骨固定板。然后，將制備的Mg-Ca-Zn合金骨固定板采用酸洗，浸涂、干燥等工藝制備表面涂有β-羥基丁酸酯與β-羥基戊酸酯(PHBV)涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體。具體的制備工藝如下(1)用乙二醇200g/L，硝酸鈉40g/L酸洗液，將Mg-Ca-Zn合金骨固定板酸洗1min。
(2)在10ml三氯乙烷中溶解0.5gβ-羥基丁酸酯與β-羥基戊酸酯制成PHBV膠體。
(3)將酸洗后的Mg-Ca-Zn合金骨固定板放入PHBV膠體中浸泡30分鐘，勻速提拉出該Mg-Ca-Zn合金骨固定板。
(4)Mg-Ca-Zn合金骨固定板真空下室溫干燥過夜，環氧乙烷消毒處理，得到表面涂有PHBV涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體。
取10只上述制得的表面涂有β-羥基丁酸酯與β-羥基戊酸酯(PHBV)涂層的Mg-Ca-Zn合金骨固定板植入體，分別固定于10只家犬的股骨中。術后一個月，五個月，十個月的觀察，結果表明，手術后一個月，10只家犬均沒有發現植入體引起周圍組織發炎等異物反應。10只家犬體內的Mg-Ca-Zn合金骨固定板尺寸均逐漸變小，同時與連接骨處連接緊密。十個月后，10只家犬體內的Mg-Ca-Zn合金植入骨固定板均完全降解。
權利要求
1.一種可體液降解的醫用植入體，是由Mg-Ca系合金制成的；其中，所述Mg-Ca系合金中Mg的重量份數含量為7-10重量份，但不包括10重量份，Ca的重量份數含量為0-3重量份，但不包括0重量份。
2.根據權利要求1所述的醫用植入體，其特征在于所述Mg-Ca系合金中還含有0-1重量份，但不包括0重量份的鋅、鋯、銀、錫或稀土元素。
3.根據權利要求1或2所述的醫用植入體，其特征在于所述醫用植入體表面還涂覆有可生物降解高分子涂層或可生物降解陶瓷涂層；所述可生物降解高分子涂層為聚羥基乙酸、聚乳酸、L-聚乳酸、聚己酸內酯、聚氰基丙烯酸酯、聚對二氧雜環己烷酮、聚酸酐、聚膦腈、聚β-羥基丁酸酯、羥基戊酸酯以及所述聚羥基乙酸、聚乳酸、L-聚乳酸、聚己酸內酯、聚氰基丙烯酸酯和聚對二氧雜環己烷酮中的任意兩種或兩種以上的共聚物中的一種或一種以上的任意組合；所述可生物降解陶瓷涂層為羥基磷灰石、α-磷酸三鈣、β-磷酸三鈣或磷酸氧四鈣中的一種或一種以上任意組合。
4.根據權利要求3所述的醫用植入體，其特征在于所述可生物降解高分子涂層的厚度為0.01-5mm所述可生物降解陶瓷涂層的厚度為0.01-5mm。
5.根據權利要求4所述的醫用植入體，其特征在于所述Mg-Ca系合金是致密結構或多孔結構的Mg-Ca系合金。
6.根據權利要求5所述的醫用植入體，其特征在于所述醫用植入體為治療用植入支架、骨修復器械、齒科修復器械；所述植入支架為血管支架，食道支架、腸道支架、氣管支架、膽道支架或尿道支架；所述骨修復器械為骨組織修復支架、接骨器、固定線、固定螺絲、固定鉚釘、固定針、夾骨板、髓內針或接骨套。
7.一種可體液降解的醫用植入體的制備方法，是將7-10重量份，但不包括10重量份的Mg粉和0-3重量份，但不包括0重量份的Ca粉混合后，制成Mg-Ca系合金后，加工制成醫用植入體。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于所述制成Mg-Ca系合金的原料中還添加有0-1重量份，但不包括0重量份的鋅、鋯、銀、錫或稀土元素。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于所述方法是將所述Mg粉和Ca粉，或者所述Mg粉、Ca粉和所述鋅、鋯、銀、錫或稀土元素中的一種混合后，在700-850℃熔煉，經真空精密鑄造得到致密結構Mg-Ca系合金，經打磨澆口和/或噴丸處理得到可體液降解的醫用植入體。
10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于所述方法是將所述Mg粉和Ca粉，或者所述Mg粉、Ca粉和所述鋅、鋯、銀、錫或稀土元素中的一種混合后，在700-850℃熔煉，冷卻得到致密結構Mg-Ca系合金錠后，經機械加工方法制成制成致密結構Mg-Ca系合金可體液降解的醫用植入體。
11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于所述機械加工包括軋制和/或鍛造和/或快速凝固和/或擠壓。其中，所述軋制的步驟為將Mg-Ca系合金錠在200-500℃熱軋至2-3mm，然后再在200-350℃精軋；所述鍛造的步驟是在250-500℃保持3-50小時，然后在200-400℃范圍內鍛造，鍛造速率大于等于350mm/s，鍛造率大于等于10％；所述快速凝固是在Ar氣保護下，采用高真空快淬系統(加料量2～8g、感應加熱功率3-7kW、噴嘴與輥間距0.80mm、噴射壓力0.05-0.2MPa、輥輪轉速500-3000r/mln及噴嘴狹縫尺寸1film×8mm×6mm)，制備快速凝固薄帶，然后將薄帶破碎成粉末狀，然后在200-350℃下，真空熱壓1-24h制成Mg-Ca系合金錠錠坯；所述擠壓的溫度范圍為200-400℃，擠壓比為10-60。
12.根據權利要求8所述的方法，其特征在于所述方法是將所述Mg粉和Ca粉，或者所述Mg粉、Ca粉和所述鋅、鋯、銀、錫粉稀土中的一種為原料，用元素粉末混合燒結法、預合金粉燒結法或自蔓延高溫合成法制成多孔結構的Mg-Ca系合金后，加工制成所述可體液降解醫用植入體；所述元素粉末混合燒結法是所述制備多孔結構Mg-Ca系合金的原料混合均勻，壓制成坯，然后在真空燒結爐中，以2-4℃/min慢速升溫至200-500℃后接著以30℃/min快速升溫至200-500℃燒結，然后降溫，得到成多孔結構的Mg-Ca系合金；所述預合金粉燒結法是將所述制備多孔結構Mg-Ca系合金的原料混合后進行高能球磨，然后壓制成型，在300-600℃進行熱處理10-20小時，得到多孔結構的Mg-Ca系合金；所述自蔓延高溫合成法是將制備多孔結構Mg-Ca系合金的原料混合后壓制成坯，在惰性氣體保護下，壓力為1×103-1×105Pa，溫度為200-700℃下，然后將Mg-Ca系合金坯料點燃進行自蔓延高溫合成，得到多孔結構的Mg-Ca系合金。
13.根據權利要求7-12中任一所述的方法，其特征在于所述方法中，還包括在所述醫用植入體表面涂覆可生物降解高分子涂層或可生物降解陶瓷涂層；所述可生物降解高分子涂層是為聚羥基乙酸、聚乳酸、L-聚乳酸、聚己酸內酯、聚氰基丙烯酸酯、聚對二氧雜環己烷酮、聚酸酐、聚膦腈、聚β-羥基丁酸酯、羥基戊酸酯以及所述聚羥基乙酸、聚乳酸、L-聚乳酸、聚己酸內酯、聚氰基丙烯酸酯和聚對二氧雜環己烷酮中的任意兩種或兩種以上的共聚物中的一種或一種以上的任意組合；所述可生物降解陶瓷涂層的制備材料為羥基磷灰石、α-磷酸三鈣、β-磷酸三鈣或磷酸氧四鈣中的一種或一種以上任意組合。
14.根據權利要求13所述的方法，其特征在于所述涂覆可生物降解高分子涂層的方法是將所述可生物降解的醫用植入體進行酸洗，然后將其在所述生物降解高分子涂層的制備材料溶于三氯乙烷制備的膠體中浸涂10-30分鐘后，勻速拉出進行離心處理得到涂覆有可生物降解高分子涂層的可體液降解的醫用植入體。
15.根據權利要求13所述的方法，其特征在于所述涂覆降解陶瓷涂層的方法為等離子噴涂、電泳沉積或陽極氧化和水熱合成；所述等離子體噴涂可降解陶瓷涂層所用等離子氣體主氣為Ar，流量為30-100scfh，等離子氣體次氣為H2，流量為5-20scfh，噴涂電流為400-800A，噴涂電壓為40-80V，噴涂距離為100-500mm；所述電沉積可降解陶瓷涂層的方法為以醫用植入體為陰極在含鈣、磷鹽的電解液中，電流密度為2-10mA/cm2，處理10-60min后，清洗干燥得到所述醫用植入體；所述陽極氧化和水熱合成結合的方法為將所述醫用植入體在含有0.01-0.5mol/L β-甘油磷酸鈉和0.1-2mol/L醋酸鈣的電解液中，在200-500V下氧化10-30min，然后將所述醫用植入體在200-400℃下處理1-4h。
全文摘要
本發明涉及一種可體液降解的醫用植入體及其制備方法。該醫用植入體是由Mg－Ca系合金制成的；其中，所述Mg－Ca系合金中Mg的重量份數含量為7－10重量份，但不包括10重量份，Ca的重量份數含量為0－3重量份，但不包括0重量份。體外和體內試驗證明，本發明Mg－Ca系合金植入體無毒，具備良好的組織相容性和血液相容性，是一種新型可靠的生物醫用植入材料。
文檔編號C25D13/02GK101015711SQ200710063670
公開日2007年8月15日 申請日期2007年2月7日 優先權日2007年2月7日
發明者鄭玉峰, 顧雪楠, 成艷, 李超 申請人:北京大學