一种生物可降解锌铜合金及其应用

本发明属于医疗材料，具体涉及一种生物可降解锌铜合金及其应用。

背景技术：

1、纯zn的标准电极电位为-0.762v，介于fe(-0.440v)和mg(-2.372v)之间，zn作为可降解血管支架材料具有合适的降解速率。此外，zn也是构成人体必需的微量元素之一，它几乎参与机体内所有的生理代谢过程，同时也是人机体中200多种酶的组成元素，zn对于人体的生长发育和免疫系统、神经系统、代谢系统都有着重要的作用。在人体中zn的总含量为2g左右，仅次于fe，每日必需摄入量为5～20mg。因此，锌合金被认为是继镁合金与铁合金后的一种最具潜力的新型可降解血管支架材料，成为最近几年国际上医用可降解材料的研究热点。

2、然而，锌合金作为可降解血管支架材料的主要问题是力学性能较差，严重制约了锌合金的临床应用进程。纯锌的强度和塑性均很低，铸态纯锌抗拉强度不超过30mpa，延伸率不超过3％；而挤压态纯锌的强度也仅为91mpa，其延伸率为35％。为了改善纯锌的力学性能，合金化是目前主要方式之一。cu因具有抗菌抗炎，抗凝血等作用，且能提高锌的热稳定性，所以cu作为锌基的合金化元素会有很大的优势。然而，目前文献所报道的锌铜合金的强度与塑性仍难以满足可降解血管支架的要求(血管支架要求屈服强度高于200mpa，抗拉强度高于300mpa，断裂伸长率大于15％(参照《advanced materials-2013-bowen-zincexhibits ideal physiological corrosion behavior for bioabsorbable stents》《synthesis,mechanical properties,and in vitro corrosion behavior ofbiodegradable zn-li-cu alloys》《zinc-based alloys for degradable vascularstent applications》))。

3、因此，开发一种可满足生物可降解血管支架金属材料的要求的锌铜合金是有必要的。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明目的之一在于提供一种生物可降解锌铜合金，该锌铜合金是通过将zn-8％cu合金在一定条件下经过二次轧制得到，具有较好的力学性能，可满足可降解血管支架的要求。

2、为了达到上述目的，本发明可以采用以下技术方案：

3、本发明一方面提供一种生物可降解锌铜合金，其制备方法包括：(1)将zn-8％cu合金进行均匀化处理，然后冷却至室温；(2)将冷却至室温的zn-8％cu合金进行第一步轧制；(3)将第一步轧制后的zn-8％cu合金进行退火处理；(4)将退火处理后的zn-8％cu合金进行第二步轧制得生物可降解锌铜合金。

4、本发明另一方面提供一种上述的生物可降解锌铜合金在制备的血管支架。

5、本发明有益效果至少包括：本发明提供的生物可降解锌铜合金的屈服强度、抗拉强度和延伸率分别可达到265.3mpa，325.2mpa和30.4％，可以满足可降解血管支架屈服强度高于200mpa，抗拉强度高于300mpa，断裂伸长率大于15％的要求。

技术特征：

1.一种生物可降解锌铜合金，其特征在于，其制备方法包括：(1)将zn-8％cu合金进行均匀化处理，然后冷却至室温；(2)将冷却至室温的zn-8％cu合金进行第一步轧制；(3)将第一步轧制后的zn-8％cu合金进行退火处理；(4)将退火处理后的zn-8％cu合金进行第二步轧制得生物可降解锌铜合金。

2.根据权利要求1所述的生物可降解锌铜合金，其特征在于，步骤(1)中，均匀化处理的温度为300℃-400℃，处理时间为8h-10h；和/或步骤(3)中，退火处理的温度为250℃-350℃，退火时间为0.5h-1h。

3.根据权利要求1或2所述的生物可降解锌铜合金，其特征在于，步骤(2)中，第一步轧制的温度为150℃-250℃；和/或步骤(4)中，第二步轧制温度为150℃-250℃。

4.根据权利要求1或2所述的生物可降解锌铜合金，其特征在于，根据权利要求1所述的生物可降解锌铜合金，其特征在于，步骤(2)中的第一步轧制和步骤(4)中的第二步轧制，分别独立选择多道次轧制方式进行轧制。

5.根据权利要求3所述的生物可降解锌铜合金，其特征在于，步骤(2)中的第一步轧制和步骤(4)中的第二步轧制，分别独立选择多道次轧制方式进行轧制。

6.根据权利要求5所述的生物可降解锌铜合金，其特征在于，步骤(2)中的第一步轧制选择4道次轧制，步骤(4)中的第二步轧制选择2道次或3道次轧制。

7.根据权利要求5或6所述的生物可降解锌铜合金，其特征在于，试样在第一道次轧制前先保温12min-18min，每道次轧制结束后，迅速保温3min-7min，再进行下一道次的轧制。

8.根据权利要求5或6所述的生物可降解锌铜合金，其特征在于，步骤(2)中的第一步轧制选择4道次轧制，每道次压下量为zn-8％cu合金原始厚度的15％；步骤(4)中的第二步轧制选择2道次轧制，每道次变形量为zn-8％cu合金原始厚度的30％；或步骤(4)中的第二步轧制选择3道次轧制，前两道次每道次变形量为zn-8％cu合金原始厚度的30％，最后一道次变形量为zn-8％cu合金原始厚度的20％。

9.根据权利要求1、2、5或6所述的生物可降解锌铜合金，其特征在于，步骤(2)中的第一步轧制后的变形量为zn-8％cu合金原始厚度的60％，步骤(4)中的第二步轧制后的变形量为zn-8％cu第一步轧制结束后合金厚度的60％-80％。

10.由权利要求1至9中任一项所述的生物可降解锌铜合金在制备的血管支架。

技术总结本发明属于医疗材料技术领域，具体涉及一种生物可降解锌铜合金及其应用。其制备方法包括：(1)将Zn‑8％Cu合金进行均匀化处理，然后冷却至室温；(2)将冷却至室温的Zn‑8％Cu合金进行第一步轧制；(3)将第一步轧制后的Zn‑8％Cu合金进行退火处理；(4)将退火处理后的Zn‑8％Cu合金进行第二步轧制得生物可降解锌铜合金。该锌铜合金的屈服强度、抗拉强度和延伸率分别可达到265.3MPa，325.2MPa和30.4％，可以满足可降解血管支架屈服强度高于200MPa，抗拉强度高于300MPa，断裂伸长率大于15％的要求。技术研发人员：赵飞,杨亚,谭元标,黄文森,杨明受保护的技术使用者：贵州大学技术研发日：技术公布日：2024/6/5