一種可吸收鎂合金腹腔鏡止血夾及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，涉及一種可吸收鎂合金腹腔鏡止血夾及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]腹腔鏡手術(shù)開始于上世紀(jì)80年代，我國于九十年代初引進(jìn)這種微創(chuàng)手術(shù)。手術(shù)臨床上較多采用止血夾止血，操作相對容易，止血效果較好。較為常用的止血夾材料主要是非降解金屬材料止血夾和可降解高分子止血夾。這兩類止血夾在臨床上都有使用，但都存在一定問題。
[0003]鈦合金止血夾是目前腹腔鏡手術(shù)臨床常用的止血夾，雖然對人體毒性較小，但其永久留存體內(nèi)會帶來離子溶出炎癥、干擾影像學(xué)診斷以及造成患者心理負(fù)擔(dān)等問題?？晌崭叻肿又寡獖A雖然可體內(nèi)降解，但高分子材料的力學(xué)強(qiáng)度不足，造成夾閉力維持時間有限，且產(chǎn)品成本過高。針對以上問題，本項目利用鎂合金良好的生物安全性、力學(xué)性能、特別是體內(nèi)可腐蝕降解的特性開發(fā)新型的可降解鎂基合金腹腔鏡手術(shù)止血夾，解決目前該類產(chǎn)品存在的局限性，項目的研發(fā)對于提高手術(shù)質(zhì)量以及患者術(shù)后身心健康具有重要的現(xiàn)實意義。
[0004]目前關(guān)于鎂合金止血夾的制備方法，例如“一種可吸收鎂基復(fù)合材料止血夾及其制備方法”專利號:201310354547.7，采用的制備方法為鎂基復(fù)合材料棒拉絲、切割橫紋并成型、退火處理、和清洗。由于鎂為密排六方晶格類型，室溫滑移系少，塑性加工成型困難。采用拉拔工藝成型鎂絲時，每一道次的變形量受到限制，而且在拉拔一定道次后(一般為2至3道次)，就需要中間退火來改善加工硬化現(xiàn)象，因此止血夾加工變形的工藝路線和加工周期比較長，限制了止血夾產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，增加了止血夾的生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對上述技術(shù)分析和存在問題，提供了一種可吸收鎂合金腹腔鏡止血夾及其制備方法，該種成型方法易于成形加工且制備成本低，制備出的止血夾具有優(yōu)良的機(jī)械性能。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0007]—種可吸收鎂合金腹腔鏡止血夾，為呈V字形的鎂合金制成，鎂合金的成分為在純鎂基體上添加合金元素Zn、Zr、Ca、Mn、Y、Sr和Ag中的一種或兩種以上一定比例的合金元素，鎂合金中合金元素的重量百分比含量為Zn 1-6%,Ca,0.2-1%,Μη 0.2-1.5%,Zr 0.2-l%、Sr 0.2_1%、Y 0.2-l%、Ag 0.5_2% ;止血夾整體呈帶有圓弧角的“v”形結(jié)構(gòu)，開口度為9.0-10.0mm，止血夾截面形狀為矩形，長1-1.5mm、寬0.6-1.0mm,內(nèi)側(cè)圓弧半徑為1_1.20_，外側(cè)圓弧半徑為1.8_2mm，v形兩邊延長線夾角為60°。
[0008]—種所述可吸收鎂合金腹腔鏡止血夾的制備方法，采用可吸收鎂及鎂合金合材料制備，包括鎂合金板材的擠壓成型、沖裁成型、退火處理、清洗，步驟如下:
[0009]1)將斷面尺寸Φ60-100πιπι的高純鎂或鎂合金鑄錠在300-420°C溫度下均勻化退火12-24011，然后在擠壓機(jī)上擠壓成截面寬30-50111111、高0.8-1.5111111的鎂基合金板材，擠壓溫度為 250-300°C，擠壓速度為 0.5mm/s-3.5mm/s ；
[0010]2)將上述擠壓后的板材進(jìn)行時效處理，時效溫度為170-180°C，時間為24h;
[0011]3)將上述時效后的鎂合金板材通過沖壓模具沖壓成為所設(shè)計的止血夾的形狀與尺寸，沖壓溫度為室溫；
[0012]4)將上述成型后的鎂合金止血夾進(jìn)行退火處理，退火溫度為250?300°C，退火時間為1?2h，取出后冷卻至室溫；
[0013]5)將退火處理后的鎂合金止血夾放入無水乙醇中進(jìn)行清洗直至其表面光潔后取出烘干，制得可吸收鎂基合金止血夾。
[0014]所述鎂合金鑄錠的制備方法是:以純度299.95 %的鎂錠、鋅粒、Mg-Zr中間合金、Mg-Ca中間合金、Mg-Mn中間合金、Mg-Y中間合金、Mg-Sr中間合金以及Mg-Ag中間合金為原料，在通有氬氣保護(hù)氣氛的真空爐中或在SF6的體積百分比含量為0.4 %的SF6+Ndg合保護(hù)氣氛下進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為700-720°C，采用機(jī)械攪方式進(jìn)行攪拌，攪拌后保溫5分鐘，然后在675-685°C溫度區(qū)間，澆鑄成Φ 60-100mm的鎂合金鑄錠。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:該可吸收鎂基合金止血夾具有優(yōu)異的生物降解性和物理機(jī)械性能，本制備工藝制備流程短，采用擠壓板材方式，三向壓應(yīng)力狀態(tài)可以克服鎂基合金難于塑性變形的缺點(diǎn)，易于成形加工且制備成本低，經(jīng)過板材沖裁后適當(dāng)熱處理，可以明顯消除沖壓過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，再結(jié)晶晶粒尺寸不均勻的現(xiàn)象，提高了止血夾的塑韌性，避免了鎂基止血夾施夾過程中斷裂的現(xiàn)象。
【附圖說明】
[0016]圖1為可吸收鎂基合金止血夾結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]實施例:
[0018]一種可吸收鎂合金腹腔鏡止血夾，如圖1所示，為呈V字形的鎂合金制成，鎂合金的成分為Mg-3Zn-0.2Ca，其中Zn的含量為3wt%、Ca的含量為0.2wt%,余量為Mg；止血夾整體呈帶有圓弧角的“V”形結(jié)構(gòu)，開口度為9.2mm，止血夾截面形狀為矩形，長1mm、寬0.69mm,內(nèi)側(cè)圓弧半徑為1.20_，外側(cè)圓弧半徑為1.89mm，v形兩邊延長線夾角為60°。
[0019]上述可吸收鎂合金腹腔鏡止血夾的制備方法，采用鎂合金合材料制備，包括鎂合金板材的擠壓成型、沖裁成型、退火處理、清洗，步驟如下:
[0020]1)制備鎂合金:鎂合金成分為Mg-3Zn-0.2Ca，其中Zn的含量為3wt %，Ca的含量為0.2wt%，余量為Mg;該鎂基合金的制備方法是:以純度大于99.95%的鎂錠、鋅粒，含鈣30wt%的鎂鈣合金為原料，在通有氬氣保護(hù)氣氛的真空爐中攪拌熔煉，然后通過模具澆鑄成Φ 60mm的鎂基合金鑄錠;將鎂基合金鑄錠進(jìn)行均勻化退火處理，退火溫度為400°C，退火時間24小時，然后通過擠壓機(jī)擠壓成40 X 1mm的鎂基合金板材，擠壓溫度為300°C，擠壓速度為lmm/S;
[0021]2)將所述擠壓后鎂基合金進(jìn)行人工時效處理，處理溫度為170°C，處理時間為24小時；
[0022]3)將時效后的Mg-3Zn_0.2Ca合金板材通過沖壓模具沖裁為如圖1所示的止血夾；
[0023]4)將上述Mg-3Zn-0.2Ca合金止血夾進(jìn)行退火處理，退火溫度為300°C，退火時間為2h，取出后冷卻至室溫；
[0024]5)將退火處理后的Mg-3Zn_0.2Ca合金止血夾放入無水乙醇中進(jìn)行清洗直至其表面光潔后取出烘干，即可制得可吸收鎂基合金腹腔鏡止血夾。
[0025]該實施例中，鎂基合金中Zn元素作為重要的合金元素，具有固溶強(qiáng)化和時效強(qiáng)化的雙重作用，同時還能改善合金的抗腐蝕性;Ca具有較強(qiáng)的晶粒細(xì)化作用，提高鎂合金的力學(xué)性能，并且具有弱化織構(gòu)提高鎂合金成形能力的作用;Zn和Ca都是人體主要營養(yǎng)元素之一，具有良好的生物相容性。
【主權(quán)項】
1.一種可吸收鎂合金腹腔鏡止血夾，其特征在于:為呈V字形的鎂合金制成，鎂合金的成分為在純鎂基體上添加合金元素2]1、21'、03、]/[11、￥、31'和48中的一種或兩種以上一定比例的合金元素，鎂合金中合金元素的重量百分比含量為Zn 1-6%,Ca,0.2-1%,Μη 0.2-1.5%、Zr 0.2-l%、Sr 0.2_1%、Y 0.2_l%、Ag 0.5-2% ;止血夾整體呈帶有圓弧角的 V’形結(jié)構(gòu)，開口度為9.0-10.0mm，止血夾截面形狀為矩形，長1-1.5mm、寬0.6-1.0mm，內(nèi)側(cè)圓弧半徑為1_1.20_，外側(cè)圓弧半徑為1.8_2mm，v形兩邊延長線夾角為60°。2.—種如權(quán)利要求1所述可吸收鎂合金腹腔鏡止血夾的制備方法，其特征在于:采用可吸收鎂及鎂合金合材料制備，包括鎂合金板材的擠壓成型、沖裁成型、退火處理、清洗，步驟如下: 1)將斷面尺寸060-100111111的高純鎂或鎂合金鑄錠在300-420°(3溫度下均勻化退火12-240h，然后在擠壓機(jī)上擠壓成截面寬30-50mm、高0.8-1.5mm的鎂基合金板材，擠壓溫度為250-300°C，擠壓速度為 0.5mm/s-3.5mm/s ； 2)將上述擠壓后的板材進(jìn)行時效處理，時效溫度為170-180°C，時間為24h; 3)將上述時效后的鎂合金板材通過沖壓模具沖壓成為所設(shè)計的止血夾的形狀與尺寸，沖壓溫度為室溫； 4)將上述成型后的鎂合金止血夾進(jìn)行退火處理，退火溫度為250?300°C，退火時間為1?2h，取出后冷卻至室溫； 5)將退火處理后的鎂合金止血夾放入無水乙醇中進(jìn)行清洗直至其表面光潔后取出烘干，制得可吸收鎂基合金止血夾。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述可吸收鎂合金腹腔鏡止血夾的制備方法，其特征在于:所述鎂合金鑄錠的制備方法是:以純度2 99.95%的鎂錠、鋅粒、Mg-Zr中間合金、Mg-Ca中間合金、Mg-Mn中間合金、Mg-Y中間合金、Mg-Sr中間合金以及Mg-Ag中間合金為原料，在通有氬氣保護(hù)氣氛的真空爐中或在SF6的體積百分比含量為0.4%的SF6+N2混合保護(hù)氣氛下進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為700-720°C，采用機(jī)械攪方式進(jìn)行攪拌，攪拌后保溫5分鐘，然后在675-685°C溫度區(qū)間，澆鑄成?60-100mm的鎂合金鑄錠。
【專利摘要】一種可吸收鎂合金腹腔鏡止血夾，為呈V字形的鎂合金制成，鎂合金的成分為在純鎂基體上添加合金元素Zn、Zr、Ca、Mn、Y、Sr和Ag中的一種或兩種以上一定比例的合金元素。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：該可吸收鎂基合金止血夾具有優(yōu)異的生物降解性和物理機(jī)械性能，本制備工藝制備流程短，采用擠壓板材方式，三向壓應(yīng)力狀態(tài)可以克服鎂基合金難于塑性變形的缺點(diǎn)，易于成形加工且制備成本低，經(jīng)過板材沖裁后適當(dāng)熱處理，可以明顯消除沖壓過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，再結(jié)晶晶粒尺寸不均勻的現(xiàn)象，提高了止血夾的塑韌性，避免了鎂基止血夾施夾過程中斷裂的現(xiàn)象。
【IPC分類】A61B17/122, A61L17/06
【公開號】CN105455869
【申請?zhí)枴緾N201510808275
【發(fā)明人】劉德寶, 李華, 張潤芳, 陳民芳
【申請人】天津理工大學(xué)
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年11月20日