本發(fā)明屬于鎂合金生物醫(yī)用材料制備領(lǐng)域,具體涉及一種新型可生物降解Mg-Zn-Y-Nd- Ag抑菌鎂合金及其制備方法。
背景技術(shù):
隨著人類進(jìn)入高齡化步伐的加快、創(chuàng)傷的增多、疑難疾病患者的增加和高新技術(shù)的發(fā)展,生物醫(yī)用材料的發(fā)展顯得越來越重要。目前,已經(jīng)應(yīng)用于臨床的生物醫(yī)用材料主要包括:金屬類生物醫(yī)用材料、有機(jī)高分子類生物醫(yī)用材料、無機(jī)非金屬類生物醫(yī)用材料,以及上述幾種材料制備的生物醫(yī)用復(fù)合材料。在所有生物醫(yī)用植入材料中,金屬材料應(yīng)用最早,而且在臨床中的應(yīng)用也最為廣泛。
鎂是人類新陳代謝所需的物質(zhì)之一,在人體內(nèi)的含量僅次于鉀、鈉、鈣,體內(nèi)的鎂50%~60%分布于骨組織中,約25%分布于骨骼肌中,其余分布于肝臟,心臟等組織中,一個(gè)質(zhì)量70kg的成年人體內(nèi)含有大約1mol的鎂。鎂幾乎參與人體內(nèi)所有的新陳代謝過程,它能減少血液中膽固醇的含量,防止動脈硬化、高血壓和心肌梗死,提高心血管的抗病毒能力。人體內(nèi)一半的鎂是以生物鎂的形式儲存于骨組織中,鎂離子可以促進(jìn)鈣的沉積,是骨生長的必需元素,鎂的缺乏會停止骨組織生長、降低成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的活性,并導(dǎo)致骨質(zhì)脆弱。
鎂合金具有低密度、高比強(qiáng)度、高比剛度、高彈性模量, 還具有優(yōu)良的切削加工性能。Mg的密度非常小,為1.74 g/cm3,在所有的結(jié)構(gòu)材料中密度最小,與人體骨的密度接近。鎂的斷裂韌性比陶瓷生物材料羥基磷灰石要高,而其彈性模量和抗壓屈服強(qiáng)度則比其它金屬植入材料更接近人體骨,作為骨接板植入人體后,能有效降低“應(yīng)力遮擋效應(yīng)”。
由于醫(yī)用器械以及植入材料中應(yīng)用較多的是鈦合金,但每年因植入材料不具備抗菌性能而引發(fā)了極高的感染率和死亡率。根據(jù)世界衛(wèi)生組織( WHO) 頒布的《院內(nèi)感染防治實(shí)用手冊》中的有關(guān)數(shù)據(jù),每天全世界有超過1400萬人正在遭受感染的痛苦,其中60%的細(xì)菌感染與使用的醫(yī)療器械有關(guān)。植入體感染的發(fā)生主要是在手術(shù)部位和手術(shù)過程之中。金黃色葡萄球菌和表皮葡萄球菌是引起骨科植入器械感染的主要細(xì)菌,分別占到34%和32%,其它球菌占到13%。
葡萄球菌等可進(jìn)入成骨細(xì)胞內(nèi),產(chǎn)生“內(nèi)化”效應(yīng),使抗生素難以發(fā)揮作用,并且抗生素的大量使用會使細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性。因此,開發(fā)一種具備抗菌功能的醫(yī)用可降解鎂合金植入材料具有重要的意義。
研究發(fā)現(xiàn),銀是一種安全無毒的無機(jī)抗菌劑,具有生物安全性高、抗菌譜廣、持久性好、不產(chǎn)生耐藥性等特點(diǎn),在所有金屬離子中,銀離子的抗菌性最強(qiáng),銀的微量釋放,有利于抑制植入物周圍的細(xì)菌性炎癥。Mg-Ag合金可以殺死兩種常見病原菌—金黃色葡萄球菌和表皮葡萄球菌的,殺菌率高達(dá)90%以上。
銀在鎂中的固溶度高達(dá)15.5%,具有較高的固溶強(qiáng)化作用,并且銀可以細(xì)化鎂合金晶粒,大幅度提高鎂合金的力學(xué)性能,Ag的添加還可以顯著提高M(jìn)g-Zn合金的時(shí)效硬化效果,在Mg-Al-Zn系合金中加入0.20%~0.35%的Ag,可以提高合金的各項(xiàng)性能指標(biāo)。Ag可以完全固溶在α-Mg中,提高合金的腐蝕電位,不容易形成第二相,從而提高合金的降解性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的旨在針對目前臨床使用的金屬植入材料感染率較高的問題,提供一種新型可生物降解Mg-Zn-Y-Nd-Ag抑菌鎂合金,同時(shí)提供了該合金的制備方法。
基于上述目的,本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
一種新型可生物降解Mg-Zn-Y-Nd-Ag抑菌鎂合金,所述Mg-Zn-Y-Nd-Ag抑菌鎂合金由以下重量百分比的組分組成:Zn:1%-3%,Y(釔):0.2%-1%,Nd(釹):0.2%-1%,Ag:0.05%-1.5%,余量為Mg。
一種制備上述新型可生物降解Mg-Zn-Y-Nd-Ag抑菌鎂合金的方法,以高純鎂錠、高純鋅錠、Mg-Y中間合金、Mg-Nd中間合金和高純銀絲為爐料熔煉制成鑄態(tài)Mg-Zn-Y-Nd-Ag抑菌鎂合金,爐料中Zn,Y,Nd的用量為其在Mg-Zn-Y-Nd-Ag抑菌鎂合金中含量的1.2-1.3倍,Ag的用量為其在Mg-Zn-Y-Nd-Ag抑菌鎂合金中含量的1.1-1.2倍。
較好地,Mg-Y中間合金為Mg-30wt%Y中間合金,Mg-Nd中間合金為Mg-30wt%Nd中間合金,高純鎂錠,高純鋅錠和高純銀絲的純度≥99.9%。
上述新型可生物降解Mg-Zn-Y-Nd-Ag抑菌鎂合金制備方法的具體步驟為:將高純鎂錠在保護(hù)氣體的保護(hù)下加熱,待高純鎂錠完全熔化后,加入高純銀絲,將溫度升至740℃-800℃,保溫30min-50min,然后加入Mg-Y中間合金、Mg-Nd中間合金,保溫15min-30min后,加入高純鋅錠,將溫度降至680℃-730℃,保溫15min-20min,然后攪拌3min-5min,再進(jìn)行扒渣,澆鑄,脫模即制得鑄態(tài)Mg-Zn-Y-Nd-Ag抑菌鎂合金。
進(jìn)一步地,保護(hù)氣體是CO2和SF6混合氣,其中,CO2和SF6體積比為99︰1。
再進(jìn)一步地,將鑄態(tài)Mg-Zn-Y-Nd-Ag抑菌鎂合金進(jìn)行均勻化處理,對均勻化處理后的合金按擠壓工藝制成相應(yīng)的擠壓態(tài)Mg-Zn-Y-Nd-Ag抑菌鎂合金。
較好地,均勻化處理溫度為350℃-450℃,時(shí)間為24h-120h。
較好地,擠壓工藝實(shí)施的工藝參數(shù)為:擠壓溫度300℃-450℃,擠壓比15-50,擠壓速率1m/min -4m/min。
與現(xiàn)有可降解鎂合金相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)勢:
1、與現(xiàn)有的可降解血管支架用鎂合金相比,本發(fā)明的Mg-Zn-Y-Nd-Ag合金中合金元素含量較低,使合金具有優(yōu)異的生物相容性,并且Mg、Zn是人體必須的微量元素,Mg2+能夠刺激骨折端硬骨痂的生成、誘導(dǎo)成骨,促進(jìn)骨折愈合,并刺激軟骨生成,局部的富鎂環(huán)境可以刺激骨生成、提高成骨細(xì)胞黏附率、抑制破骨細(xì)胞活性,可降解鎂合金材料降解過程中所產(chǎn)生的局部高濃度鎂離子能夠促進(jìn)骨和材料界面的結(jié)合,不僅有利于骨固定,還可以促進(jìn)骨愈合;Zn在多種酶及受體功能調(diào)節(jié)中不可缺少,并且還會影響神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。此外,合金中元素偏聚較少,腐蝕速率降低,且腐蝕更加均勻。
2、該合金在降解過程中會產(chǎn)生微量Ag+,可以抑制植入物周圍的感染,降低手術(shù)后的感染率,減少抗生素的使用,降低醫(yī)療成本。
本發(fā)明的Mg-Zn-Y-Nd-Ag合金具有良好的力學(xué)性能和耐腐蝕性能,同時(shí)具備優(yōu)異的抗菌功能。該合金具有良好的生物相容性,可以滿足不同植入物的需求,可用于血管支架、骨板和骨釘?shù)裙侵踩氩牧稀?/p>
附圖說明
圖1是實(shí)施例1所得擠壓態(tài)Mg-2Zn-0.5Y-0.5Nd-0.2Ag合金的顯微組織;
圖2是擠壓態(tài)Mg-2Zn-0.5Y-0.5Nd-0.2Ag合金的腐蝕性能測試結(jié)果;
圖3是擠壓態(tài)Mg-2Zn-0.5Y-0.5Nd-0.2Ag合金在SBF中浸泡72 h后腐蝕形貌SEM和EDS。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一地詳細(xì)介紹,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此。
實(shí)施例1
制備擠壓態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.2 wt%Ag鎂合金
第一步 鑄態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.2wt%Ag鎂合金的制備,包括以下步驟:
(1) 準(zhǔn)備原料:
計(jì)算好熔煉所需各合金元素的質(zhì)量,其中,爐料中Zn,Y,Nd的重量為其在鎂合金中含量的1.2-1.3倍,Ag的重量為其在鎂合金中含量的1.1-1.2倍。
熔煉1kg該Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.2wt%Ag鎂合金所需爐料質(zhì)量如下:
高純鎂錠:941.2g;
高純鋅錠:25g;
Mg-30wt%Y中間合金:20.8g;
Mg-30wt%Nd中間合金:20.8g;
高純銀絲:2.2g;
高純鎂錠,高純鋅錠和高純銀絲的純度≥99.9%。
(2) 制備鑄態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.2wt%Ag鎂合金:
a、將坩堝、扒渣工具、攪拌棒以及模具加熱150℃,刷上一層均勻薄薄的涂料,然后放入干燥箱中烘干,同時(shí)烘干爐料;
b、將坩堝放入電阻爐中,將溫度升至400℃時(shí),通入CO2和SF6的混合氣體作為保護(hù)氣體,其中CO2和SF6的流量比為99︰1;
c、通入保護(hù)氣體12分鐘后加入高純鎂錠,在保護(hù)氣體的保護(hù)下400℃預(yù)熱15min,然后將溫度升至700℃,保溫20min;
d、待高純鎂錠完全熔化后,加入高純銀絲,將溫度升至750℃,保溫30min;
e、然后加入Mg-Y中間合金、Mg-Nd中間合金,保溫20min;
f、最后加入高純鋅錠,同時(shí)將溫度降至700℃,保溫15min;尤其需要注意的是,添加爐料的過程中一直不間斷地向電阻爐中通有保護(hù)氣(二氧化碳和六氟化硫的體積流量比為99︰1);
g、攪拌,攪拌速度要均勻,逆時(shí)針方向,攪拌5分鐘后,扒渣,靜置20分鐘;
h、澆鑄前對模具通入上述CO2和SF6的混合氣體2min,澆口靠近漏斗處,保持平穩(wěn);
i、澆鑄完畢以后,立刻把殘余合金液倒出,將坩堝自然冷卻到100℃左右,倒進(jìn)開水浸泡10min左右,清理坩堝,熔煉即宣告結(jié)束;
j、脫模后即制得鑄態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.2wt%Ag鎂合金。
(3) 制備擠壓態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.2wt%Ag鎂合金:
將步驟(2)中制備的鑄態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.2wt%Ag鎂合金進(jìn)行均勻化退火,退火溫度430℃,退火時(shí)間24h。將合金加工成直徑20mm的圓柱,將表面打磨干凈,采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常用的擠壓技術(shù)進(jìn)行擠壓制得擠壓態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.2wt%Ag鎂合金,擠壓工藝過程的參數(shù)設(shè)置為:擠壓溫度320℃,擠壓比:25,擠壓速率:1m/min。
實(shí)施例2
制備擠壓態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.4wt%Ag鎂合金
第一步 鑄態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.4wt%Ag鎂合金的制備,包括以下步驟:
(1)準(zhǔn)備原料:
計(jì)算好熔煉所需各合金元素的質(zhì)量,其中,爐料中Zn,Y,Nd的用量為其在鎂合金中含量的1.2-1.3倍,Ag的用量為其鎂合金中含量的1.1-1.2倍。
熔煉1.1kg該Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.4wt%Ag鎂合金所需爐料質(zhì)量如下:
高純鎂錠:1210g
高純鋅錠:32.2g
Mg-30wt%Y中間合金:26.8g
Mg-30wt%Nd中間合金:26.8g
高純銀絲:5.7g
高純鎂錠,高純鋅錠和高純銀絲的純度≥99.9%。
(2)制備鑄態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.4wt%Ag鎂合金:
a、將坩堝、扒渣工具、攪拌棒以及模具加熱到180℃,刷上一層均勻薄薄的涂料,然后放入干燥箱中烘干,同時(shí)烘干爐料;
b、將坩堝放入電阻爐中,將溫度升至450℃,待溫度達(dá)到時(shí),通入CO2和SF6的混合氣體作為保護(hù)氣體,其中CO2和SF6的流量比為99︰1;
c、通入上述保護(hù)氣體15分鐘后加入高純鎂錠,在保護(hù)氣體的保護(hù)下450℃預(yù)熱20min,然后將溫度升至720℃,保溫20min;
d、待高純鎂錠完全熔化后,加入高純銀絲,將溫度升至750℃,保溫30min;
e、然后加入Mg-Y中間合金、Mg-Nd中間合金,保溫20min;
f、最后加入高純鋅錠,同時(shí)將溫度至720℃,保溫15min;尤其需要注意的是,添加爐料的過程中一直不間斷地向電阻爐中通有保護(hù)氣體(二氧化碳和六氟化硫的體積流量比為99︰1);
g、攪拌,攪拌速度要均勻,逆時(shí)針方向,攪拌5分鐘后,扒渣,靜置30分鐘;
h、澆鑄前對模具通入上述CO2和SF6的混合氣體3min,澆口靠近漏斗處,保持平穩(wěn);
i、澆鑄完畢以后,立刻把殘余合金液倒出,將坩堝自然冷卻到100℃左右,倒進(jìn)開水浸泡15min左右,清理坩堝,熔煉即宣告結(jié)束;
j、脫模后即制得鑄態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.4wt%Ag鎂合金。
(3)制備擠壓態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.4wt%Ag鎂合金:
將步驟(2)中制備的鑄態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.4wt%Ag鎂合金進(jìn)行均勻化退火,退火溫度430℃,退火時(shí)間36h。將合金加工成直徑20mm的圓柱,將表面打磨干凈,采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常用的擠壓技術(shù)進(jìn)行擠壓制得擠壓態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.4wt%Ag鎂合金,擠壓工藝過程的參數(shù)設(shè)置為:擠壓溫度320℃,擠壓比:25,擠壓速率:2m/min。
實(shí)施例3
制備擠壓態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.6wt%Ag鎂合金
第一步 鑄態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.6wt%Ag鎂合金的制備,包括以下步驟:
(1)準(zhǔn)備原料:
計(jì)算好熔煉所需各合金元素的質(zhì)量,其中,爐料中Zn,Y,Nd的用量為其在鎂合金中含量的1.2-1.3倍,Ag的用量為其在鎂合金中含量的1.1-1.2倍。
熔煉1.3kg該Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.6wt%Ag鎂合金所需爐料質(zhì)量如下:
高純鎂錠:1020g
高純鋅錠:27.2g
Mg-30wt%Y中間合金:22.8g
Mg-30wt%Nd中間合金:22.8g
高純銀絲:7.3g
高純鎂錠,高純鋅錠和高純銀絲的純度≥99.9%。
(2)制備鑄態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.6wt%Ag鎂合金:
a、將坩堝、扒渣工具、攪拌棒以及模具加熱到180℃,刷上一層均勻薄薄的涂料,然后放入干燥箱中烘干,同時(shí)烘干爐料;
b、將坩堝放入電阻爐中,將溫度升至450℃,待溫度達(dá)到時(shí),通入CO2和SF6的混合氣體作為保護(hù)氣體,其中CO2和SF6的流量比為99:1;
c、通入上述保護(hù)氣體15分鐘后加入高純鎂錠,在保護(hù)氣體的保護(hù)下450℃預(yù)熱20min,然后將溫度升至730℃,保溫20min;
d、待高純鎂錠完全熔化后,加入高純銀絲,將溫度升至770℃,保溫40min;
e、然后加入Mg-Y中間合金、Mg-Nd中間合金,保溫30min;
f、最后加入高純鋅錠,同時(shí)將溫度降至730℃,保溫20min;尤其需要注意的是,添加爐料的過程中一直不間斷地向電阻爐中通有保護(hù)氣體(二氧化碳和六氟化硫的體積流量比為99︰1);
g、攪拌,攪拌速度要均勻,逆時(shí)針方向,攪拌5分鐘后,扒渣,靜置30分鐘;
h、澆鑄前對模具通入上述CO2和SF6的混合氣體3min,澆口靠近漏斗處,保持平穩(wěn);
i、澆鑄完畢以后,立刻把殘余合金液倒出,將坩堝自然冷卻到100℃左右,倒進(jìn)開水浸泡15min左右,清理坩堝,熔煉即宣告結(jié)束;
j、脫模后即制得鑄態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.6wt%Ag鎂合金。
(3)制備擠壓態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.6wt%Ag鎂合金:
將步驟(2)中制備的鑄態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.6wt%Ag鎂合金進(jìn)行均勻化退火,退火溫度430℃,退火時(shí)間72h。將合金加工成直徑20mm的圓柱,將表面打磨干凈,采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常用的擠壓技術(shù)進(jìn)行擠壓制得擠壓態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.6wt%Ag鎂合金,擠壓工藝過程的參數(shù)設(shè)置為:擠壓溫度350℃,擠壓比:25,擠壓速率:2m/min。
實(shí)施例4
制備擠壓態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.8wt%Ag鎂合金
第一步 鑄態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.8wt%Ag鎂合金的制備,包括以下步驟:
(1)準(zhǔn)備原料:
計(jì)算好熔煉所需各合金元素的質(zhì)量,其中,爐料中Zn,Y,Nd的用量為其在鎂合金中含量的1.2-1.3倍,Ag的用量為其在鎂合金中含量的1.1-1.2倍。
熔煉1.3kg該Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.8wt%Ag鎂合金所需爐料質(zhì)量如下:
高純鎂錠:1245g
高純鋅錠:33.3g
Mg-30wt%Y中間合金:27.7g
Mg-30wt%Nd中間合金:27.7g
高純銀絲:11.8g
高純鎂錠,高純鋅錠和高純銀絲的純度≥99.9%。
(2)制備鑄態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.8wt%Ag鎂合金:
a、將坩堝、扒渣工具、攪拌棒以及模具加熱到180℃,刷上一層均勻薄薄的涂料,然后放入干燥箱中烘干,同時(shí)烘干爐料;
b、將坩堝放入電阻爐中,將溫度升至450℃,待溫度達(dá)到時(shí),通入CO2和SF6的混合氣體作為保護(hù)氣體,其中CO2和SF6的流量比為99︰1;
c、通入混合保護(hù)氣20分鐘后加入高純鎂錠,在保護(hù)氣體的保護(hù)下450℃預(yù)熱20min,然后將溫度升至750℃,保溫30min;
d、待高純鎂錠完全熔化后,加入高純銀絲,將溫度升至800℃,保溫40min;
e、然后加入Mg-Y中間合金、Mg-Nd中間合金,保溫30min;
f、最后加入高純鋅錠,同時(shí)將溫度降至750℃,保溫25min;尤其需要注意的是,添加爐料的過程中一直不間斷地向電阻爐中通有保護(hù)氣體(二氧化碳和六氟化硫的體積流量比為99︰1)
g、攪拌,攪拌速度要均勻,逆時(shí)針方向,攪拌5分鐘后,扒渣,靜置40分鐘;
h、澆鑄前對模具通入上述CO2和SF6的混合氣體3min,澆口靠近漏斗處,保持平穩(wěn);
i、澆鑄完畢以后,立刻把殘余合金液倒出,將坩堝自然冷卻到100℃左右,倒進(jìn)開水浸泡15min左右,清理坩堝,熔煉即宣告結(jié)束;
j、脫模后即制得鑄態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.8wt%Ag鎂合金。
(3)制備擠壓態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.8wt%Ag鎂合金:
將步驟(2)中制備的鑄態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.8wt%Ag鎂合金進(jìn)行均勻化退火,退火溫度430℃,退火時(shí)間120h。將合金加工成直徑20mm的圓柱,將表面打磨干凈,采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常用的擠壓技術(shù)進(jìn)行擠壓制得擠壓態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.8wt%Ag鎂合金,擠壓工藝過程的參數(shù)設(shè)置為:擠壓溫度360℃,擠壓比:25,擠壓速率:2m/min。
經(jīng)檢測實(shí)施例1制備的擠壓態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5 wt%Y-0.5 wt%Nd-0.2 wt%Ag鎂合金,實(shí)施例2制備的擠壓態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.4wt%Ag鎂合金,實(shí)施例3制備的擠壓態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.6wt%Ag鎂合金,和實(shí)施例4制備的擠壓態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5wt%Y-0.5wt%Nd-0.8wt%Ag鎂合金的室溫抗拉強(qiáng)度分別達(dá)到286MPa,292MPa,310MPa和277MPa,屈服強(qiáng)度分別為98MPa,101MPa,101MPa,114MPa。
抑菌實(shí)驗(yàn)表明,實(shí)施1至4制得的鎂合金對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的殺滅率均達(dá)到99.9%以上。
實(shí)施例1所得擠壓態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5 wt%Y-0.5 wt%Nd-0.2wt%Ag鎂合金的顯微組織如圖1所示,從圖1中可以看出該合金經(jīng)擠壓加工后的組織均勻,晶粒細(xì)小,平均晶粒尺寸為13μm,第二相分布均勻且彌散。
實(shí)施例1所得擠壓態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5 wt%Y-0.5 wt%Nd-0.2 wt%Ag鎂合金的腐蝕性能測試結(jié)果如圖2所示,從圖2中可以得出,該合金的腐蝕電位為-1.60V,腐蝕電流密度為1.38×10-4A?cm-2,其腐蝕性能滿足生物醫(yī)用鎂合金要求。
實(shí)施例1所得擠壓態(tài)Mg-2wt%Zn-0.5 wt%Y-0.5 wt%Nd-0.2 wt%Ag鎂合金在SBF中浸泡72 h后腐蝕形貌SEM和EDS如圖3所示,從圖3中可以看出,合金經(jīng)腐蝕后主要形成了以氫氧化鎂以及Ca-P鹽為主的腐蝕產(chǎn)物,在圖中A點(diǎn)中檢測到了大量的Ag元素的存在,這說明了合金中的Ag是以Ag離子的形式析出的。