專利名稱：一種生物醫(yī)用梯度多孔鎂的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為ー種生物醫(yī)用梯度多孔鎂的制備方法。
背景技術(shù)：
生物醫(yī)用材料的研究與開發(fā)對國民經(jīng)濟和社會的發(fā)展具有十分重要的意義，近三十年來，已經(jīng)取得了令人矚目的成就，使得數(shù)以百萬計的患者獲得康復，大大提高了人類的生命質(zhì)量。在生物材料和醫(yī)療器械中，最具有應用前景的是骨、牙和關(guān)節(jié)等硬組織的修復 和替換材料。目前，國內(nèi)用于硬組織替換和修復的外科植入件大量依賴進ロ，其中用于齒科材料進ロ量超過70%，因此，急需研制擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的、滿足生物醫(yī)用要求的材料。傳統(tǒng)的作為人骨的植入材料有金屬材料、聚合物、陶瓷材料等。高分子和陶瓷材料，或者是強度、剛度太低，或者是脆性太大，力學性能都不是很理想。與其它常用金屬基生物材料相比，多孔鎂具有以下優(yōu)勢(I)鎂及鎂合金有高的比強度和比剛度，楊氏模量為4f45GPa，可有效緩解應カ遮擋效應。(2)鎂是人體細胞內(nèi)的陽離子，其含量僅次于鉀，鎂參與蛋白質(zhì)的合成，能激活體內(nèi)多種酶，調(diào)節(jié)神經(jīng)肌肉和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的活動，保障心肌正常收縮及體溫調(diào)節(jié)。(3)鎂的標準電極電位低，在含有氯離子的人體生理環(huán)境中可腐蝕降解，在植入人體后隨著人體的自愈合而被吸收降解，無需二次手木。(4)多孔結(jié)構(gòu)可為細胞提供三維生長空間，有利于養(yǎng)料和代謝物的交換運輸，其本身具有生物活性，可誘導細胞分化生長和血管長入。因此，多孔鎂滿足作為骨組織工程材料的要求，可用作心血管支架、骨固定材料和多孔骨修復材料，具有良好的研究和應用前景。根據(jù)文獻報道，目前制備多孔鎂的エ藝主要有四種精密鋳造法、真空滲流法、定向凝固法和粉末冶金法。目前，這些方法制備的多孔鎂及合金的孔隙大都呈均勻分布，該種結(jié)構(gòu)雖然有利于骨組織的長入和體液的傳輸，但是其強度較低，可降解速度快，限制多孔鎂合金作為骨替換材料的使用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述所存在的問題，提供ー種生物醫(yī)用梯度多孔鎂的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是
首先將有機単體丙烯酰胺、交聯(lián)劑N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺、分散劑聚こ烯吡咯烷酮、鎂粉和造孔劑聚甲基丙烯酸甲酯分散到無水こ醇中制備成鎂漿料；然后在鎂漿料內(nèi)加入引發(fā)劑過硫酸銨和催化劑N，N，N’，N’ -四甲基こニ胺；之后將配置好的鎂漿料注入離心機內(nèi)離心，使?jié){料內(nèi)的鎂顆粒和造孔劑顆粒形成連續(xù)的梯度分布；離心后的鎂漿料連同模具在60°C真空烘箱中快速凝膠固化；凝膠固化后的鎂試樣經(jīng)過烘干、脫模、干燥后，置于管式爐中氬氣氣氛燒結(jié)成梯度多孔鎂。其具體的制備方法為
一、鎂漿料的制備a.按質(zhì)量分數(shù)百分比將15-35有機單體丙烯酰胺(AM)，0. 17-0. 39交聯(lián)劑N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺(MBAM)溶解到64. 61-84. 83的こ醇中，攪拌均勻制成單體濃度為15_35wt%的預混液100。b.按質(zhì)量分數(shù)百分比，取30-45的鎂粉，0. 9-1. 35分散劑聚こ烯吡咯烷酮K30 (PVP)，3-11. 25造孔劑聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，42. 4-66. I預混液稱量備用。c.在42. 4-66. I預混液中加入0. 9-1. 35分散劑聚こ烯吡咯烷酮K30 (PVP)，攪拌均勻后再滴加濃度為15mol/L的氨水，調(diào)整預混液的pH為9-12，然后再加入30-45鎂粉攪拌均勻，球磨10小時后，再加入3-11. 25造孔劑聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，然后再球磨24小時后，即得固相含量為30-45wt%的鎂漿料，將鎂漿料在真空干燥箱中抽真空除去氣泡，即得配制好的鎂漿料。ニ、離心、凝膠固化及燒結(jié)
a.在配制好的鎂漿料中加入引發(fā)劑過硫酸銨(APS)、催化劑N，N，N’，N’ -四甲基こニ胺(TEMED)，漿料攪拌均勻；其中引發(fā)劑的用量為42.4-66. I預混液中單體質(zhì)量的0. 8-1. 4wt%，催化劑用量為42. 4-66. I預混液中單體質(zhì)量的0. 2-0. 5wt% (預混液中單體質(zhì)量為預混液中單體濃度與所稱量的預混液質(zhì)量的乘積)。攪拌均勻后，將漿料注入到離心機內(nèi)模具中，在1000-3000r/min轉(zhuǎn)速下離心5_20min,使鎂顆粒和造孔劑顆粒形成梯度分布。b.將離心后的漿料放入60°C真空烘箱中快速凝膠固化，使離心所形成的鎂顆粒和造孔劑顆粒的梯度分布固化在生坯中，固化后的試樣連同模具在80°C下烘干2小吋，脫模后室溫干燥24小時，然后放入管式爐中氬氣氣氛下燒結(jié)成梯度多孔鎂。燒結(jié)エ藝為采用1°C /min的升溫速率從室溫加熱到200°C，保溫5小時后，以5°C /min的升溫速率加熱到600-620°C，保溫2小時后隨爐冷到室溫。本發(fā)明的優(yōu)點在于，
I.提出了ー種生物醫(yī)用梯度多孔鎂制備的新方法，梯度孔隙結(jié)構(gòu)中高孔隙度區(qū)域有利于骨組織生長和體液傳輸，低孔隙度區(qū)域有利于提高基體的力學性能，和均勻多孔材料相比，可以解決其強度低的問題，同時降低了鎂的降解速度，使骨組織的生長和鎂的降解相匹配。2.利用離心成型技術(shù)所制備的梯度多孔材料，孔隙呈現(xiàn)連續(xù)的梯度分布，避免了傳統(tǒng)制備梯度多孔材料エ藝復雜、產(chǎn)物分層的現(xiàn)象。此外，連續(xù)的梯度多孔結(jié)構(gòu)有利于受カ時載荷的傳遞，提高多孔鎂的力學性能(如表I所示)。同時凝膠固化成型所得的生坯強度較高，當造孔劑分解時能避免坯體的坍塌，保證坯體的完整性。表I (孔隙度為30%)
試樣I壓縮強度(MPa) I彈性模量(GPa)
均勻多孔鎂 16.51.3
梯度多孔鎂「21.3_[16_
以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)為造孔劑，采用離心成型結(jié)合凝膠注模エ藝制備梯度多孔
鎂。所制備的樣品孔隙呈現(xiàn)連續(xù)的梯度分布，該種結(jié)構(gòu)在受カ時有利于載荷的傳遞，減小孔
隙突變處的應カ集中現(xiàn)象。梯度多孔鎂中高孔隙度的區(qū)域有利于骨組織長入和體液傳輸，
而低孔隙度的區(qū)域有助于提高其強度，減少體液和多孔鎂合金的接觸面積，降低可降解速
度，使骨組織的愈合和多孔鎂合金的降解相匹配。


圖I為梯度多孔鎂示意 在圖I中I為鎂基體，2為氣孔。
具體實施例方式實例I
一、鎂漿料的制備 a.將15g有機単體丙烯酰胺(AM)，0. Hg交聯(lián)劑N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺(MBAM)溶解到84. 83g的こ醇中，攪拌均勻制成單體濃度為15wt%的預混液100g，備用。b.取30g鎂粉，0.9g分散劑聚こ烯吡咯烷酮K30(PVP)，3g造孔劑聚甲基丙烯酸甲酷(PMMA) ,66. Ig預混液，備用。c.在66. Ig預混液中加入0. 9g分散劑聚こ烯吡咯烷酮K30 (PVP)，攪拌均勻后再滴加濃度為15mol/L的氨水，調(diào)整預混液的pH為9，然后再加入30g鎂粉攪拌均勻，球磨10小時后，再加入3g造孔劑聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，然后再球磨24小時后，即得固相含量為30wt%的鎂漿料，然后將鎂漿料在真空干燥箱中抽真空除去氣泡，即得配制好的鎂漿料。ニ、離心、凝膠固化及燒結(jié)
a.在上述配制好的鎂漿料中加入0. 079g引發(fā)劑過硫酸銨和0. 02g催化劑N，N，N’，N’ -四甲基こニ胺，攪拌均勻后將漿料注入到離心機內(nèi)模具中，在lOOOr/min轉(zhuǎn)速下離心20min,使鎂顆粒和造孔劑顆粒形成梯度分布。b.將離心后的漿料放入60°C真空烘箱中快速凝膠固化，使離心所形成的鎂顆粒和造孔劑顆粒的梯度分布固化在生坯中，固化后的試樣連同模具在80°C下烘干2小吋，脫模后室溫干燥24小時，然后放入管式爐中氬氣氣氛下燒結(jié)成梯度多孔鎂。燒結(jié)エ藝為采用1°C /min的升溫速率從室溫加熱到200°C，保溫5小時后，以5°C /min的升溫速率加熱到600°C，保溫2小時后隨爐冷到室溫。實例2
一、鎂漿料的制備
a.將35g有機單體丙烯酰胺(AM)，0. 39g交聯(lián)劑N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺(MBAM)溶解到64. 61g的こ醇中，攪拌均勻制成單體濃度為35wt%的預混液100g，備用。b.取45g鎂粉，I. 35g分散劑聚こ烯吡咯烷酮K30 (PVP)，11. 25g造孔劑聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，42. 4g預混液，備用。c.在42. 4g預混液中加入I. 35g分散劑聚こ烯吡咯烷酮K30 (PVP)，攪拌均勻后再滴加濃度為15mol/L的氨水，調(diào)整預混液的pH為12，然后再加入45g鎂粉攪拌均勻，球磨10小時后，再加入11. 25g造孔劑聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，然后再球磨24小時后，即得固相含量為45wt%的漿料，將鎂漿料在真空干燥箱中抽真空除去氣泡，即得配制好的鎂漿料。ニ、離心、凝膠固化及燒結(jié)
a.在上述配制好的鎂漿料加入0. 208g引發(fā)劑過硫酸銨和0. 074g催化劑N，N，N’，N’ -四甲基こニ胺，攪拌均勻后將漿料注入到離心機內(nèi)模具中，在3000r/min轉(zhuǎn)速下離心5min,使鎂顆粒和造孔劑顆粒形成梯度分布。b.將離心后的漿料放入60°C真空烘箱中快速凝膠固化，使離心所形成的鎂顆粒和造孔劑顆粒的梯度分布固化在生坯中，固化后的試樣連同模具在80°C下烘干2小時，脫模后室溫干燥24小時，然后放入管式爐中氬氣氣氛下燒結(jié)成梯度多孔鎂。燒結(jié)エ藝為采用1°C /min的升溫速率從室溫加熱到200°C，保溫5小時后，以5°C /min的升溫速率加熱到6200C，保溫2小時后，隨爐冷到室溫。實例3
一、鎂漿料的制備
a.將30g有機單體丙烯酰胺(AM)，0. 33交聯(lián)劑N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺(MBAM)溶 解到69. 67g的こ醇中，攪拌均勻制成單體濃度為30wt%的預混液100g，備用。b.取40g鎂粉，1.2g分散劑聚こ烯吡咯烷酮K30(PVP)，8g造孔劑聚甲基丙烯酸甲酷(PMMA)，50. 8g預混液稱量備用。c.在50. 8g預混液中加入I. 2g分散劑聚こ烯吡咯烷酮K30 (PVP)，攪拌均勻后再滴加濃度為15mol/L的氨水，調(diào)整預混液的pH為11，然后再加入40g鎂粉攪拌均勻，球磨10小時后，再加入8g造孔劑聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，然后再球磨24小時后，即得固相含量為40wt%的漿料，將鎂漿料在真空干燥箱中抽真空除去氣泡，即得配制好的鎂漿料。ニ、離心、凝膠固化及燒結(jié)
a.在上述配制好的鎂漿料加入0. 183g引發(fā)劑過硫酸銨和0. 061g催化劑N，N，N’，N’-四甲基こニ胺，攪拌均勻后將鎂漿料注入到離心機內(nèi)模具中，在2500r/min轉(zhuǎn)速下離心IOmin,使鎂顆粒和造孔劑顆粒形成梯度分布。b.將離心后的漿料放入60°C真空烘箱中快速凝膠固化，使離心所形成的鎂顆粒和造孔劑顆粒的梯度分布固化在生坯中，固化后的試樣連同模具在80°C下烘干2小吋，脫模后室溫干燥24小時，然后放入管式爐中氬氣氣氛下燒結(jié)成梯度多孔鎂。燒結(jié)エ藝為采用1°C /min的升溫速率從室溫加熱到200°C，保溫5小時后，以5°C /min的升溫速率加熱到610°C，保溫2小時后，隨爐冷到室溫。實例4
一、鎂漿料的制備
a.將20g有機單體丙烯酰胺(AM)，0. 22g交聯(lián)劑N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺(MBAM)溶解到79. 78g的こ醇中，攪拌均勻制成單體濃度為20wt%的預混液100g，備用。b.取35g鎂粉，I. 05g分散劑聚こ烯吡咯烷酮K30 (PVP)，5. 25g造孔劑聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，58. 7g預混液稱量備用。c.在58. 7g預混液中加入I. 05g分散劑聚こ烯吡咯烷酮K30 (PVP)，攪拌均勻后再滴加濃度為15mol/L的氨水，調(diào)整預混液的pH為10，然后再加入35g鎂粉攪拌均勻，球磨10小時后，再加入5. 25g造孔劑聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，然后再球磨24小時后，即得固相含量為30wt%的漿料，將鎂漿料在真空干燥箱中抽真空除去氣泡，，即得配制好的鎂漿料。ニ、離心、凝膠固化及燒結(jié)
a.在上述配制好的鎂漿料加入0. 117g引發(fā)劑過硫酸銨和0. 035g催化劑N，N，N’，N’ -四甲基こニ胺，攪拌均勻后，將漿料注入到離心機內(nèi)模具中，在2000r/min轉(zhuǎn)速下離心15min,使鎂顆粒和造孔劑顆粒形成梯度分布。b.將離心后的漿料放入60°C真空烘箱中快速凝膠固化，使離心所形成的鎂顆粒和造孔劑顆粒的梯度分布固化在生坯中，固化后的試樣連同模具在80°C下烘干2小時，脫模后室溫干燥24小時，然后放入管式爐中氬氣氣氛下燒結(jié)成梯度多孔鎂。燒結(jié)エ藝為采用1°C /min的升溫速率從室溫加熱到200°C，保溫5小時后，以5°C /min的升溫速率加熱到6050C，保溫2小時后，隨爐冷到室溫。上述所用的鎂粉為上海水田材料科技有限公司生產(chǎn)，粒徑d5Q=60nm，密度I. 97g/cm3 ；
上述所用的有機単體丙烯酰胺(AM)，天津金匯太亞化學試劑有限公司生產(chǎn)；
上述所用的交聯(lián)劑N，N—亞甲基雙丙烯酰胺(MBAM)，東莞市喬科液晶金屬技術(shù)有限公司生產(chǎn)；
上述所用的引發(fā)劑過硫酸銨((NH4)2S2O8),北京鵬彩精細化工有限公司生產(chǎn)； 上述所用的催化劑N，N，N/，N/ 一四甲基こニ胺(TEMED)，東莞市喬科液晶金屬技術(shù)有限公司生產(chǎn)；
上述所用的分散劑聚こ烯吡咯烷酮K30 (PVP)，天津市光復精細化工研究所生產(chǎn)；
上述所用的造孔劑聚甲基丙烯酸甲酯為綜研化學(蘇州)有限公司生產(chǎn)，粒徑d5(l=3 u m,密度 I. 18g/cm3。
權(quán)利要求
1.一種生物醫(yī)用梯度多孔鎂的制備方法，其特征在于， 一、鎂漿料的制備 a.按質(zhì)量分數(shù)百分比將15-35有機單體丙烯酰胺，O.17-0. 39交聯(lián)劑N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺溶解到64. 61-84. 83的乙醇中，攪拌均勻制成單體濃度為15_35wt%的預混液100 ； b.按質(zhì)量分數(shù)百分比，取30-45的鎂粉，O.9-1. 35分散劑聚乙烯吡咯烷酮K30，3-11. 25造孔劑聚甲基丙烯酸甲酯，42. 4-66. I預混液稱量備用； c.在42.4-66. I預混液中加入O. 9-1. 35分散劑聚乙烯吡咯烷酮K30，攪拌均勻后再滴加濃度為15mol/L的氨水，調(diào)整預混液的pH為9_12，然后再加入30-45鎂粉攪拌均勻，球磨10小時后，再加入3-11. 25造孔劑聚甲基丙烯酸甲酯，然后再球磨24小時后，即得固相含量為30-45wt%的鎂漿料，將鎂漿料在真空干燥箱中抽真空除去氣泡，即得配制好的鎂漿料； 二、離心、凝膠固化及燒結(jié) a.在配制好的鎂漿料中加入引發(fā)劑過硫酸銨、催化劑N，N,N’，N’ -四甲基乙二胺，漿料攪拌均勻；其中引發(fā)劑的用量為42. 4-66. I預混液中單體質(zhì)量的O. 8-1. 4wt%，催化劑用量為42. 4-66. I預混液中單體質(zhì)量的O. 2-0. 5wt% ;攪拌均勻后，將漿料注入到離心機內(nèi)模具中，在1000-3000r/min轉(zhuǎn)速下離心5-20min,使鎂顆粒和造孔劑顆粒形成梯度分布； b.將離心后的漿料放入60°C真空烘箱中快速凝膠固化，使離心所形成的鎂顆粒和造孔劑顆粒的梯度分布固化在生坯中，固化后的試樣連同模具在80°C下烘干2小時，脫模后室溫干燥24小時，然后放入管式爐中氬氣氣氛下燒結(jié)成梯度多孔鎂；燒結(jié)工藝為采用I0C /min的升溫速率從室溫加熱到200°C，保溫5小時后，以5°C /min的升溫速率加熱到600-620°C，保溫2小時后隨爐冷到室溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所說的一種生物醫(yī)用梯度多孔鎂的制備方法，其特征在于， 一、鎂漿料的制備 a.將15g有機單體丙烯酰胺，O.17g交聯(lián)劑N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺溶解到84. 83g的乙醇中，攪拌均勻制成單體濃度為15wt%的預混液100g，備用； b.取30g鎂粉，0.9g分散劑聚乙烯吡咯烷酮K30，3g造孔劑聚甲基丙烯酸甲酯，66.Ig預混液，備用； c.在66.Ig預混液中加入O. 9g分散劑聚乙烯吡咯烷酮K30，攪拌均勻后再滴加濃度為15mol/L的氨水,調(diào)整預混液的pH為9,然后再加入30g鎂粉攪拌均勻,球磨10小時后，再加入3g造孔劑聚甲基丙烯酸甲酯，然后再球磨24小時后，即得固相含量為30wt%的鎂漿料，然后將鎂漿料在真空干燥箱中抽真空除去氣泡，即得配制好的鎂漿料； 二、離心、凝膠固化及燒結(jié) a.在上述配制好的鎂漿料中加入O.079g引發(fā)劑過硫酸銨和O. 02g催化劑N，N, N’，N’ -四甲基乙二胺，攪拌均勻后將漿料注入到離心機內(nèi)模具中，在lOOOr/min轉(zhuǎn)速下離心20min,使鎂顆粒和造孔劑顆粒形成梯度分布； b.將離心后的漿料放入60°C真空烘箱中快速凝膠固化，使離心所形成的鎂顆粒和造孔劑顆粒的梯度分布固化在生坯中，固化后的試樣連同模具在80°C下烘干2小時，脫模后室溫干燥24小時，然后放入管式爐中氬氣氣氛下燒結(jié)成梯度多孔鎂； 燒結(jié)工藝為采用1°C /min的升溫速率從室溫加熱到200°C，保溫5小時后，以5°C /min的升溫速率加熱到600°C，保溫2小時后隨爐冷到室溫。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所說的一種生物醫(yī)用梯度多孔鎂的制備方法，其特征在于， 一、鎂漿料的制備 a.將358有機單體丙烯酰胺，0.398交聯(lián)劑化^-亞甲基雙丙烯酰胺溶解到64. 61g的乙醇中，攪拌均勻制成單體濃度為35wt%的預混液100g，備用； b.取45g鎂粉，I.35g分散劑聚乙烯吡咯烷酮K30，11. 25g造孔劑聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，42. 4g預混液，備用； c.在42.4g預混液中加入I. 35g分散劑聚乙烯吡咯烷酮K30，攪拌均勻后再滴加濃度為15mol/L的氨水，調(diào)整預混液的pH為12，然后再加入45g鎂粉攪拌均勻，球磨10小時后，再加入11. 25g造孔劑聚甲基丙烯酸甲酯，然后再球磨24小時后，即得固相含量為45wt%的漿料，將鎂漿料在真空干燥箱中抽真空除去氣泡，即得配制好的鎂漿料； 二、離心、凝膠固化及燒結(jié) a.在上述配制好的鎂漿料加入O.208g引發(fā)劑過硫酸銨和O. 074g催化劑N, N, N’，N’ -四甲基乙二胺，攪拌均勻后將漿料注入到離心機內(nèi)模具中，在3000r/min轉(zhuǎn)速下離心5min,使鎂顆粒和造孔劑顆粒形成梯度分布； b.將離心后的漿料放入60°C真空烘箱中快速凝膠固化，使離心所形成的鎂顆粒和造孔劑顆粒的梯度分布固化在生坯中，固化后的試樣連同模具在80°C下烘干2小時，脫模后室溫干燥24小時，然后放入管式爐中氬氣氣氛下燒結(jié)成梯度多孔鎂； 燒結(jié)工藝為采用1°C /min的升溫速率從室溫加熱到200°C，保溫5小時后，以5°C /min的升溫速率加熱到620°C，保溫2小時后，隨爐冷到室溫。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所說的一種生物醫(yī)用梯度多孔鎂的制備方法，其特征在于， 一、鎂漿料的制備 a.將30g有機單體丙烯酰胺，O.33交聯(lián)劑N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺溶解到69. 67g的乙醇中，攪拌均勻制成單體濃度為30wt%的預混液100g，備用； b.取40g鎂粉，I.2g分散劑聚乙烯吡咯烷酮K30，8g造孔劑聚甲基丙烯酸甲酯，50. 8g預混液，備用； c.在50.8g預混液中加入I. 2g分散劑聚乙烯吡咯烷酮K30，攪拌均勻后再滴加濃度為15mol/L的氨水，調(diào)整預混液的pH為11，然后再加入40g鎂粉攪拌均勻，球磨10小時后，再加入Sg造孔劑聚甲基丙烯酸甲酯，然后再球磨24小時后，即得固相含量為40wt%的漿料，將鎂漿料在真空干燥箱中抽真空除去氣泡，即得配制好的鎂漿料； 二、離心、凝膠固化及燒結(jié) a.在上述配制好的鎂漿料加入O.183g引發(fā)劑過硫酸銨和O. 061g催化劑N，N, N’，N’-四甲基乙二胺，攪拌均勻后將鎂漿料注入到離心機內(nèi)模具中，在2500r/min轉(zhuǎn)速下離心IOmin,使鎂顆粒和造孔劑顆粒形成梯度分布； b.將離心后的漿料放入60°C真空烘箱中快速凝膠固化，使離心所形成的鎂顆粒和造孔劑顆粒的梯度分布固化在生坯中，固化后的試樣連同模具在80°C下烘干2小時，脫模后室溫干燥24小時，然后放入管式爐中氬氣氣氛下燒結(jié)成梯度多孔鎂； 燒結(jié)工藝為采用1°C /min的升溫速率從室溫加熱到200°C，保溫5小時后，以5°C /min的升溫速率加熱到610°C，保溫2小時后，隨爐冷到室溫。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所說的一種生物醫(yī)用梯度多孔鎂的制備方法，其特征在于， 一、鎂漿料的制備 a.將2(^有機單體丙烯酰胺，0.228交聯(lián)劑化^-亞甲基雙丙烯酰胺溶解到79. 78g的乙醇中，攪拌均勻制成單體濃度為20wt%的預混液100g，備用； b.取35g鎂粉，I.05g分散劑聚乙烯吡咯烷酮K30，5. 25g造孔劑聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，58. 7g預混液，備用； c.在58.7g預混液中加入I. 05g分散劑聚乙烯吡咯烷酮K30，攪拌均勻后再滴加濃度為15mol/L的氨水，調(diào)整預混液的pH為10，然后再加入35g鎂粉攪拌均勻，球磨10小時后，再加入5. 25g造孔劑聚甲基丙烯酸甲酯，然后再球磨24小時后，即得固相含量為30wt%的漿料，將鎂漿料在真空干燥箱中抽真空除去氣泡，，即得配制好的鎂漿料； 二、離心、凝膠固化及燒結(jié) a.在上述配制好的鎂漿料加入O.117g引發(fā)劑過硫酸銨和O. 035g催化劑N，N, N’，N’ -四甲基乙二胺，攪拌均勻后，將漿料注入到離心機內(nèi)模具中，在2000r/min轉(zhuǎn)速下離心15min,使鎂顆粒和造孔劑顆粒形成梯度分布； b.將離心后的漿料放入60°C真空烘箱中快速凝膠固化，使離心所形成的鎂顆粒和造孔劑顆粒的梯度分布固化在生坯中，固化后的試樣連同模具在80°C下烘干2小時，脫模后室溫干燥24小時，然后放入管式爐中氬氣氣氛下燒結(jié)成梯度多孔鎂； 燒結(jié)工藝為采用1°C /min的升溫速率從室溫加熱到200°C，保溫5小時后，以5°C /min的升溫速率加熱到605°C，保溫2小時后，隨爐冷到室溫。
全文摘要
一種生物醫(yī)用梯度多孔鎂的制備方法，將有機單體丙烯酰胺、交聯(lián)劑、分散劑、鎂粉和造孔劑分散到無水乙醇中制備成鎂漿料；然后在鎂漿料內(nèi)加入引發(fā)劑和催化劑；將配置好的鎂漿料注入離心機內(nèi)離心，使?jié){料內(nèi)的鎂顆粒和造孔劑顆粒形成連續(xù)的梯度分布；離心后的鎂漿料連同模具在60℃真空烘箱中快速凝膠固化；凝膠固化后的鎂試樣經(jīng)過烘干、脫模、干燥后，置于管式爐中氬氣氣氛燒結(jié)成梯度多孔鎂。梯度多孔鎂中高孔隙度的區(qū)域有利于骨組織長入和體液傳輸，而低孔隙度的區(qū)域有助于提高其強度，減少體液和多孔鎂合金的接觸面積，降低可降解速度，使骨組織的愈合和多孔鎂合金的降解相匹配。此外，與傳統(tǒng)梯度多孔材料相比，該種連續(xù)梯度多孔結(jié)構(gòu)在受力時有利于載荷的傳遞，減小孔隙突變處的應力集中現(xiàn)象。
文檔編號A61L31/14GK102766773SQ20121027592
公開日2012年11月7日 申請日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者于景媛, 吳瓊, 李強, 石萍, 穆柏春, 鄭二永 申請人:遼寧工業(yè)大學