一种超纯镁引导骨再生膜及其制备方法

本发明属于植入性医疗器械制备，具体涉及一种超纯镁引导骨再生膜及其制备方法。

背景技术：

1、近年来，口腔组织工程学在修复和再生牙齿周围失去的骨组织方面取得了显著进展。引导骨再生膜技术作为一种重要的手段，在促进牙齿支持组织的修复和再生方面发挥了关键作用。引导骨再生膜的主要功能是隔离快速生长的软组织，为骨细胞的迁移和增殖提供空间和时间，从而促进骨组织的再生。

2、镁基金属由于具有天然的生物降解能力、良好的生物相容性、低应力遮挡效应、密度与骨接近等特点，是一种理想的引导骨再生膜材料，避免了二次手术取出问题，降低了患者痛苦与诊疗负担。但镁基金属临床应用的主要障碍为降解速率快，且降解不均匀，该现象在含有第二相的镁合金中尤为严重。此外，镁的合金化元素一般含有稀土元素，其容易在淋巴结处富集，元素毒理不明确。

3、超高纯度镁由于杂质含量少，成为解决生物体内镁基金属引发问题的首选方案。当前超高纯度镁的主流工艺为真空蒸馏。然而真空制备的超纯镁呈菜花状，且多孔，无法直接加工成引导骨再生膜。而将真空蒸馏制备的超高纯度镁重熔至棒材时，镁金属会与坩埚发生反应而被污染；并且镁熔炼时需要通入sf6作为保护气体，又抑制了镁蒸气的挥发，而镁与sf6会发生mg+sf6→mgf2反应，所形成的mgf2既降低了材料后期塑性变形的能力，同时又能引发材料非均匀降解。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种新的超纯镁引导骨再生膜及其制备方法，其具有降解速率低、降解均匀的优点，还可以避免钛钉、钛种植体接触引起的微电流腐蚀问题，此外还具有一定的美学效果。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种镁复合膜，其具有三明治结构，包括镁箔及其上下表面的氟化镁涂层。

4、所述镁箔的纯度≥5n，即99.999％；其中：单个元素ni、ti、co、fe、cu、f的含量均≤2ppm；c、h、o、n、f的总含量≤25ppm，单个元素含量≤5ppm。

5、所述纯度是基于辉光质谱(gdms)检测元素周期表中li至u共计74种元素所得的纯度。c、h、o、n、f可由溢出气体分析法(eag)检测。

6、所述镁箔的厚度为50μm-160μm。

7、所述氟化镁涂层的单层厚度为1μm-3μm。

8、根据本发明的实施例，所述超纯镁引导骨再生膜由如下组成：上层为厚度1-3μm的氟化镁涂层，中间为厚度50-160μm的超纯镁箔，下层为厚度为1-3μm厚的氟化镁涂层。

9、第二方面，本发明提供上述镁复合膜的制备方法，包括如下步骤：将镁块压力成型，挤压，轧制，抛光，氟化，得到所述镁复合膜。

10、所述镁块的纯度≥5n。所述镁块可通过真空蒸馏制备得到。

11、所述压力成型包括三个阶段：

12、第一阶段：将所述镁块压缩，得到孔隙率≤40％的型材；

13、第二阶段：将所述型材包套密封后热等静压；

14、第三阶段：将第二阶段处理得到的型材的包套及型材表层去除。

15、第一阶段中，

16、第一阶段中，所述压缩的条件为：模具内径为20mm-50mm，压盘下压速率为≤10mm/min，最大压力为≤250kn。

17、第二阶段中，所述包套的材料为铝制材料，可为纯铝材料或铝合金材料。

18、第二阶段中，所述密封使包套内的压力≤1×10-2pa。

19、第二阶段中，所述热等静压的条件为：温度为450℃-550℃，压力为100mpa-150mpa，保压时间为1h-3h。经过热等静压得到孔隙率为0的致密镁棒。

20、第三阶段中，所述包套及型材表层采用机械加工方式去除；所述机械加工为车削工艺。

21、第三阶段中，所述去除的型材表层厚度为1mm-5mm。

22、所述制备方法中，所述挤压的条件为：加压比≥100：1，挤压温度280℃-350℃，挤压速率0.2m/s-0.5m/s。相比于传统轧制工艺，通过上述挤压工艺具有对设备要求更低，效率更高的特点。

23、所述制备方法中，所述挤压形成的板材的厚度为1mm-2mm。根据本发明的实施例，所述板材的厚度可为1mm。

24、所述制备方法中，所述轧制为包套多层叠轧。所述包套多层叠轧使用的材料为镁合金，例如az31；层数≤60，层与层之间涂覆聚乙烯溶液。

25、所述制备方法中，所述包套多层叠轧的条件为：轧制温度为300℃-400℃，单道次下压量≤15％。

26、所述制备方法中，所述包套多层叠轧形成的片材的厚度为70μm-180μm。所述片材的晶粒尺寸为1μm-20μm，且晶粒尺寸均匀，晶粒取向一致，具有{0002}∥轧制面。

27、所述抛光过程包括：先使用砂带研磨再电解抛光；所述砂带的目数≥5000目；通过所述抛光形成厚度为50μm-160μm的镁箔。

28、所述制备方法中，所述氟化按照下述操作进行：将所述镁箔在搅拌条件下浸泡在氢氟酸溶液中；所述氢氟酸溶液的浓度为15mol/l-29mol/l；浸泡时间为2h-30h。具体地可根据所述氢氟酸溶液的浓度，调整浸泡时间。

29、所述制备方法中，示例性地，所述氢氟酸溶液的浓度为15mol/l-18mol/l，浸泡时间为20h-30h；所述氢氟酸溶液的浓度为25mol/l-29mol/l，浸泡时间为2h-4h。

30、所述制备方法还包括：将所述氟化后的镁箔裁剪后酸洗。

31、所述裁剪为激光加工。

32、所述酸洗使用的酸洗液由磷酸与酒精以体积比1：(1-4)组成。所述酸洗的时间为30s-60s。酸洗工艺可以有效的去处激光加工过程中由于高温形成的氧化镁与氮化镁缺陷。酸洗液采用一种弱酸磷酸，加入醇类可进一步弱化其酸性，防止其破坏氟化涂层。

33、第三方面，本发明进一步提供上述镁复合膜作为植入性医疗器械材料中的应用。

34、第四方面，本发明进一步提供一种引导骨再生膜，其使用上述镁复合膜制得。

35、本发明取得的有益效果如下：

36、1、本发明以超纯镁材为原料，分阶段压力成型，即先压成疏松镁棒，再利用铝制包套进行热等静压，以尽可能减少镁的扩散，得到高纯致密镁棒，最后通过机械加工处理去除铝制包套，并切削镁棒表面以消除热等静压工序引入的铝制包套对镁棒的扩散影响；通过以上三步压力成型工艺，可避免加工过程中引入杂质，从而保持镁棒的高纯度(纯度≥5n)，具有降解速率低且降解均匀的特点。

37、2、本发明通过氟化处理在抛光后的镁箔表面形成氟化镁涂层，可避免引导骨再生膜在与钛钉或者钛种植体接触时引起的微电流腐蚀问题，从而仍能保持低的腐蚀速率，同时还可使引导骨再生膜呈现淡黄色或者金黄色，更接近人组织颜色，具有更好的美学效果。

技术特征：

1.一种镁复合膜，其具有三明治结构，包括镁箔及其上下表面的氟化镁涂层；

2.权利要求1所述的镁复合膜的制备方法，包括如下步骤：将纯度≥5n的镁块压力成型，挤压，轧制，抛光，氟化，即得。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述压力成型包括三个阶段：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述第一阶段中，包套的材料为铝制材料；所述密封使包套内的压力≤1×10-2pa；

5.根据权利要求2-4任一项所述的制备方法，其特征在于：所述挤压的条件为：加压比≥100：1，挤压温度280℃-350℃，挤压速率0.2m/s-0.5m/s。

6.根据权利要求2-5任一项所述的制备方法，其特征在于：所述轧制为包套多层叠轧；

7.根据权利要求2-6任一项所述的制备方法，其特征在于：所述氟化按照下述操作进行：将所述抛光得到的镁箔在搅拌条件下浸泡在氢氟酸溶液中；

8.根据权利要求2-7任一项所述的制备方法，其特征在于：所述制备方法还包括：将所述氟化后的镁箔裁剪后酸洗；

9.权利要求1所述的镁复合膜作为植入性医疗器械材料中的应用。

10.一种引导骨再生膜，其使用权利要求1所述的镁复合膜制得。

技术总结本发明公开了一种超纯镁引导骨再生膜及其制备方法。本发明以真空蒸馏制备的超纯镁为原料，通过特殊的工艺流程保证了超纯镁从原料到膜的制备过程中未受杂质污染而保持原有纯度，所制备的超纯镁引导骨再生膜具有三明治结构，包括镁箔及其上下表面的氟化镁涂层。本发明提供的超纯镁引导骨再生膜具有纯度高、降解速率低及降解均匀的优点，并可避免钛钉、钛种植体接触引起的微电流腐蚀问题，此外还具有一定的美学效果。技术研发人员：韩建民,郭传瑸,刘志超,谭成文,于晓东,朱建华受保护的技术使用者：北京大学口腔医学院技术研发日：技术公布日：2024/6/5