一种周期性释放功能离子的复合镁合金材料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及合金材料，特别涉及一种周期性释放功能离子的复合镁合金材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、21世纪以来，人口老龄化、交通事故频发、运动不当损伤等问题的产生，引起了人们对用于身体组织及骨骼修复的生物医用材料的高度重视。

2、镁作为人体生命必须的元素之一，几乎参加了人体所有生命活动，所以镁作为主要成份的合金材料引起当前医学的重视。镁及镁合金作为医用植入材料有其特殊的优势——可降解性。镁在人体中腐蚀后，其产物不会对人体产生伤害，满足生物材料需要的生物相容性特点。其次，镁的密度与人骨密度相似，作为修复材料植入人体，能够有效刺激骨头的生长和愈合。在镁合金中加入部分锌元素，能够提高镁合金的降解速率。

3、现有的医用镁锌合金为mg-6zn合金，但是其直接作为医用骨修复材料材料时，在体内的腐蚀降解速率偏快，容易导致局部锌离子浓度过高，从而产生的负面生物学效应。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明目的在于提供一种周期性释放功能离子的复合镁合金材料及其制备方法和应用。本发明所得复合镁合金材料能够锌离子周期性的释放，促进骨组织修复，同时避免局部锌离子浓度过高产生的负面生物学效应。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种周期性释放功能离子的复合镁合金材料的制备方法，包括以下步骤：

4、将镁板材和镁锌合金板材交替层叠放置，得到层叠放置的多张板材；所述镁锌合金板材的锌含量为1～4wt％；

5、对所述层叠放置的多张板材进行第一次高温轧制，得到第一复合板材；

6、将所述第一复合板材进行对折，将对折后的板材进行第二次高温轧制，得到第二复合板材，……重复多次对折、高温轧制的步骤，得到周期性释放功能离子的复合镁合金材料。

7、优选的，所述层叠放置的多张板材的层数为2～8层。

8、优选的，单张镁板材的厚度为0.1～1mm；

9、单张镁锌合金板材的厚度为0.1～1mm。

10、优选的，每一次高温轧制的温度为250～450℃。

11、优选的，每一次高温轧制的道次变形量为30～60％。

12、优选的，所述对折、高温轧制的重复次数为2～6次。

13、本发明提供了上述制备方法制备得到的周期性释放功能离子的复合镁合金材料，包括交替层叠的镁层和镁锌合金层；

14、所述镁层和镁锌合金层的层数共为10～100层。

15、优选的，所述周期性释放功能离子的复合镁合金材料的厚度为0.2～2mm。

16、本发明提供了上述周期性释放功能离子的复合镁合金材料在制备骨修复材料中的应用。

17、本发明提供了一种周期性释放功能离子的复合镁合金材料的制备方法，包括以下步骤：将镁板材和镁锌合金板材交替层叠放置，得到层叠放置的多张板材；所述镁锌合金板材的锌含量为1～4wt％；对所述层叠放置的多张板材进行第一次高温轧制，得到第一复合板材；将所述第一复合板材进行对折，将对折后的板材进行第二次高温轧制，得到第二复合板材，……重复多次对折、高温轧制的步骤，得到周期性释放功能离子的复合镁合金材料。本发明通过将镁板材和镁锌合金板材交替层叠放置，通过多次轧制-对折-轧制的方式，能够获得多层镁层和镁锌合金层交替排布的复合镁合金材料，从而实现锌离子周期性的释放，调控复合镁合金材料在体内的腐蚀降解速率，能够避免腐蚀降解速率偏快，也避免局部锌离子浓度过高产生的负面生物学效应。同时，本发明通过镁层和镁锌合金层交替层叠设置的方式，所得复合镁合金材料具有优异的力学性能，应用范围广泛，实际使用价值高。

18、同时，本发明提供的制备方法操作简单，成本低廉，易于实现工业化批量生产。

技术特征：

1.一种周期性释放功能离子的复合镁合金材料的制备方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述层叠放置的多张板材的层数为2～8层。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，单张镁板材的厚度为0.1～1mm；

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，每一次高温轧制的温度为250～450℃。

5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，每一次高温轧制的道次变形量为30～60％。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述对折、高温轧制的重复次数为2～6次。

7.权利要求1～6任意一项所述制备方法制备得到的周期性释放功能离子的复合镁合金材料，包括交替层叠的镁层和镁锌合金层；

8.根据权利要求7所述的周期性释放功能离子的复合镁合金材料，其特征在于，所述周期性释放功能离子的复合镁合金材料的厚度为0.2～2mm。

9.权利要求7或8所述的周期性释放功能离子的复合镁合金材料在制备骨修复材料中的应用。

技术总结本发明提供了一种周期性释放功能离子的复合镁合金材料及其制备方法和应用，属于合金材料技术领域。本发明通过将镁板材和镁锌合金板材交替层叠放置，通过多次轧制‑对折‑轧制的方式，能够获得多层镁层和镁锌合金层交替排布的复合镁合金材料，从而实现锌离子周期性的释放，调控复合镁合金材料在体内的腐蚀降解速率，能够避免腐蚀降解速率偏快，也避免局部锌离子浓度过高产生的负面生物学效应。同时，本发明通过镁层和镁锌合金层交替层叠设置的方式，所得复合镁合金材料具有优异的力学性能，应用范围广泛，实际使用价值高。技术研发人员：崔宏,沈鸣昱,夏刚,殷怡婷受保护的技术使用者：常熟致圆微管技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4