一种离断血管接驳用的可降解Mg‑La‑Fe合金材料及其制备方法和应用与流程

本发明属于医疗器械领域，涉及可降解医用生物材料，尤其涉及一种离断血管接驳用的可降解mg-la-fe合金材料及其制备方法，以及采用该mg-la-fe合金材料的血管吻合器及其制备方法。

背景技术：

现有技术中，对于血管疾病的治疗手段有外科手术、介入支架和药物治疗。临床上对离断的血管大多数采用手工缝合，缝合技术要求有经验的外科专家。特别是缝合微小血管时，可能导致手术的时间延长，并且伴随有一定的风险。因此，非常需要有一种安全、简单、快速的血管吻合方法。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的第一个目的在于提供离断血管接驳用的可降解mg-la-fe合金材料，用做制备血管接驳器的原材料，接驳效果好，且能够在短时间内完全降解，无毒无害，使用安全性高；同时体内耐受。

本发明的第二个目的在于提供离断血管接驳用的可降解mg-la-fe合金材料，步骤少，过程简单，所制得的产品质量好且稳定。

本发明的第三个目的在于提供一种血管吻合器(接驳微细管)，血管接驳效果好，且能够在短时间内完全降解，无害，使用安全性高。

本发明的第四个目的在于提供一种血管吻合器的制备方法，步骤少，流程简单，所制得的产品质量好且稳定。

本发明的第一个目的采用以下技术方案实现：

一种离断血管接驳用的可降解mg-la-fe合金材料，所述合金材料包括mg、la和fe元素。

优选的，所述合金材料包括按照重量百分比计的以下成分：0.05-0.15％la；0.5-3.2％fe；其它杂质元素含量≤0.005％；余量为mg。

本发明的第二个目的采用以下技术方案实现：

一种可降解mg-la-fe合金材料的制备方法，包括以下步骤：

1)分别取mg-la合金粉、mg-fe合金粉和mg金属粉，混合，得到第一混合粉末；

2)把所述第一混合粉末混合均匀，得到第二混合粉末；

3)将所述第二混合粉末进行热压烧结，即得所述mg-la-fe合金材料。

优选的，，在步骤1)中，所述mg-la合金粉、mg-fe合金粉和mg金属粉的粒径均≤0.2μm；在步骤2)中，在真空或氩气保护条件下均匀混粉，设置混粉速度为150-300r/min，时间为20-60min，得到第二混合粉末。

优选的，在步骤3)中，热压烧结的具体操作如下：

3-1)将第二混合粉末放入圆筒状的石墨模具内，随后放入热压烧结炉膛内；

3-2)将热压烧结炉抽真空到3.67-5.0×10^-3pa时，然后充氩气，直至真空度计显示0.6-1mpa；

3-3)加热，温度达到780-820℃，保温0.4-1.0h；

3-4)加压，压力为100-500n，加压时间为0.5-1h；

3-5)随炉冷却，温度降到室温后，取料，即得所述mg-la-fe合金材料。

本发明的第三个目的采用以下技术方案实现：

一种血管吻合器，由所述的mg-la-fe合金材料制备而成。

优选的，所述血管吻合器的内外表面均设置有聚乙醇酸膜。

本发明的第四个目的采用以下技术方案实现：

一种血管吻合器的制备方法，采用热挤压工艺制备，具体操作如下：

1)将热挤压模具安装定位在真空热挤压机的工作台面上，试模合格后，将mg-la-fe合金挤压试样放入挤压筒内；

2)依次进行抽真空、加热、保温和加压操作后，开始进行挤压，挤压凸模移动的距离最大时，停止挤压，完成热挤压工艺步骤；

3)停止加热，冷却；待热挤压温度降到室温时，取件，即得所述血管吻合器。

优选的，在步骤2)中，抽真空至3.67-5.0×10^-3pa、加热至230-350℃、保温0.5-1h、加压至300-500mpa，然后开始进行挤压。

优选的，在步骤3)获取血管吻合器后，还包括步骤4)表面改性工艺，具体操作如下：

4-1)取步骤3)获取的血管吻合器，并固定于吸塑成型机的工作台上；

4-2)取粒径≤0.2μm且为吹膜级的聚乙醇酸粉末，放入料斗，加热直至熔融指数为2-6g/10min；继续加热，升温到160-200℃，保温10-20min，形成熔融状聚乙醇酸；

4-3)开始挤出熔融状聚乙醇酸，挤出速度0.1mm/s，吹风牵引，吹胀比控制在1.5-3.0，使得聚乙醇酸形成膜并吸附于所述血管吻合器的内外表面；

4-4)冷却后，即得表面带有聚乙醇酸薄膜的可降解血管吻合器。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

(1)本发明所提供的离断血管接驳用的可降解mg-la-fe合金材料，可以用于制备血管接驳微细管(血管吻合器)，接驳血管后，可以在短时间内完全降解，无害无毒，使用安全性高；并且，可以对血管接驳微细管的内外表面进行改性，即吸附上一层聚乙醇酸薄膜，聚乙醇酸薄膜有助于受损或离断血管接驳，在人体受损血管组织完全接驳良好的时间段内，聚乙醇酸薄膜会逐渐降解，在人体内的留存时间短，大大减少了医疗风险。

(2)本发明所提供的血管吻合器，采用可降解的镁基材料和聚乙醇酸来制备而成，是一种新型的血管吻合器。采用聚乙醇酸作为原材料，将血管微细管进行表面改性，得到一种带有膜层的血管接驳器，表面改性的目的是聚乙醇酸在降解的时候，释放co2和h2o，为血管壁的细胞生长提供合适的微环境，促进离断血管两端的吻合。使用时，将离断血管的两端插入到表面改性后的微细管两端进行血管吻合相连，实现端端吻合。相比于缝线吻合或支架搭桥以及介入治疗，本发明的血管吻合器不需要缝合，操作简单，快速、安全，并且损伤的血管修复后，植入器械能够自行降解，实现临时支撑作用。

附图说明

图1为本发明实施例1所提供的mg-la-fe合金材料的显微组织视图；

图2为本发明实施例1所提供的经过表面改性的血管吻合器；

图3为本发明实施例1所提供的mg-la-fe合金材料腐蚀降解测试结果图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

实施例1

一种血管吻合器，依次按照以下步骤制备而成：

1)制备96.8％mg-0.05％la-3.2％fe合金，称取质量百分比为10％的mg-la中间合金、20％的mg–fe中间合金以及余量为mg粉，其中，粉末粒径为0.2μm；

2)将三种粉末在真空或氩气保护条件下均匀混粉(设置混粉速度为150r/min，时间为30min)，得到含mg、la、fe的混合粉末；

3)将混合粉末放入圆筒状的石墨模具内，随后放入热压烧结炉膛内；

4)将热压烧结炉抽真空到4.0×10^-3pa时，然后充氩气，直至真空度计显示0.8mpa；

5)加热，温度达到780℃，保温0.5h；

6)加压，压力为100n，加压时间0.5h。

7)随炉冷却，温度降到室温后，取料。

8)将热挤压模具安装定位在真空热挤压机的工作台面上，试模合格后，将96.8％mg-0.05％la-3.2％fe合金挤压试样(空心棒料)放入挤压筒内；

9)依次进行抽真空(3.67×10^-3pa)、加热(250℃)、保温(0.5h)和加压350mpa，开始进行挤压，挤压凸模移动的距离最大时，停止挤压，完成热挤压工艺步骤；

10)停止加热，冷却；待热挤压温度降到室温时，取件，即得微细管；

11)选取表面改性所用的聚乙醇酸粉末，粒径为0.2μm；

12)将已制备的微细管，并固定于吸塑成型机的工作台上；

13)将吹膜级的聚乙醇酸粒子放入料斗，加热直至熔融指数为3g/10min；继续加热，升温到180℃，保温10min，形成熔融状聚乙醇酸；

14)开始挤出熔融状聚乙醇酸，挤出速度0.1mm/s，吹风牵引，吹胀比控制在2.0，使得聚乙醇酸形成膜并吸附于血管接驳微细管的内外表面；

15)冷却后，即得表面带有聚乙醇酸薄膜的可降解血管吻合器。

如图1所示，为步骤7)所获取的mg-la-fe合金材料的显微组织视图，从图中可以看出灰暗色、明亮色和深黑色的不同相组成，经xrd衍射测试分析得知：该合金含有mg17la2和细小的fe均匀分布在基体上。

如图2所示，为最终获取的经过表面改性的血管吻合器，其直径为2.221mm。

实施例2

一种血管吻合器，依次按照以下步骤制备而成：

1)制备97.1％mg-0.1％la-2.8％fe合金，称取质量百分比为15％的mg-la中间合金、14％的mg–fe中间合金以及余量为mg粉，其中，粉末粒径为0.15μm；

2)将三种粉末在真空或氩气保护条件下均匀混粉(设置混粉速度为200r/min，时间为40min)，得到含mg、la、fe的混合粉末；

3)将混合粉末放入圆筒状的石墨模具内，随后放入热压烧结炉膛内；

4)将热压烧结炉抽真空到3.6×10^-3pa时，然后充氩气，直至真空度计显示0.8mpa；

5)加热，温度达到800℃，保温0.4h；

6)加压，压力为100n，加压时间0.5h；

7)随炉冷却，温度降到室温后，取料；

8)将热挤压模具安装定位在真空热挤压机的工作台面上，试模合格后，将97.1％mg-0.1％la-2.8％fe合金挤压试样(空心棒料)放入挤压筒内；

9)依次进行抽真空(3.6×10^-3pa)、加热(300℃)、保温(1h)和加压400mpa，开始进行挤压，挤压凸模移动的距离最大时，停止挤压，完成热挤压工艺步骤；

10)停止加热，冷却；待热挤压温度降到室温时，取件，即得微细管。

11)选取表面改性所用的聚乙醇酸粉末，粒径0.1μm；

12)将已制备的微细管，并固定于吸塑成型机的工作台上；

13)将吹膜级的聚乙醇酸粒子放入料斗，加热直至熔融指数为4g/10min；继续加热，升温到200℃，保温20min，形成熔融状聚乙醇酸；

14)开始挤出熔融状聚乙醇酸，挤出速度0.08mm/s，吹风牵引，吹胀比控制在2.2，使得聚乙醇酸形成膜并吸附于血管接驳微细管的内外表面；

15)冷却后，即得表面带有聚乙醇酸薄膜的可降解血管吻合器。

实施例3

一种血管吻合器，依次按照以下步骤制备而成：

1)制备98.85％mg-0.15％la-1.0％fe合金，称取质量百分比为15％的mg-la中间合金、5％的mg–fe中间合金以及余量为mg粉，其中，粉末粒径0.1μm；

2)将三种粉末在真空或氩气保护条件下均匀混粉(设置混粉速度为250r/min，时间为50min)，得到含mg、la、fe的混合粉末；

3)将混合粉末放入圆筒状的石墨模具内，随后放入热压烧结炉膛内；

4)将热压烧结炉抽真空到5.0×10^-3pa时，然后充氩气，直至真空度计显示0.6mpa；

5)加热，温度达到820℃，保温1h；

6)加压，压力为500n，加压时间1h；

7)随炉冷却，温度降到室温后，取料；

8)将热挤压模具安装定位在真空热挤压机的工作台面上，试模合格后，将98.85mg-0.15la-1.0fe合金挤压试样(空心棒料)放入挤压筒内；

9)依次进行抽真空(4.0×10^-3pa)、加热(220℃)、保温(0.5h)和加压400mpa，开始进行挤压，挤压凸模移动的距离最大时，停止挤压，完成热挤压工艺步骤；

10)停止加热，冷却；待热挤压温度降到室温时，取件，即得微细管；

11)选取表面改性所用的聚乙醇酸粉末，粒径0.1μm；

12)将已制备的微细管，并固定于吸塑成型机的工作台上；

13)将吹膜级的聚乙醇酸粒子放入料斗，加热直至熔融指数为6g/10min；继续加热，升温到200℃，保温20min，形成熔融状聚乙醇酸；

14)开始挤出熔融状聚乙醇酸，挤出速度0.1mm/s，吹风牵引，吹胀比控制在5.0，使得聚乙醇酸形成膜并吸附于血管接驳微细管的内外表面；

15)冷却后，即得表面带有聚乙醇酸薄膜的可降解血管吻合器。

测试例1

取实施例1获取的mg-la-fe合金材料进行腐蚀降解测试，腐蚀降解速度测试依据gbt16886.15-2003医疗器械生物学评价第15部分金属与合金降解产物的定性与定量。采用的方法是浸泡法，腐蚀液选择0.9％的氯化钠生理盐水，对照组为纯镁。腐蚀降解速率的测试结果如图3所示。

从图3中可以看出，添加la、fe合金元素以后，10天的对比时间内，纯镁的降解规律是先增加后减小，而mg-la-fe合金是逐渐增加，主要原因是由fe引起的，使得血管吻合器植入后能够在短时间内消失。

实施例2和实施例3获取的mg-la-fe合金材料的腐蚀降解测试结果与实施例1类似，在此不再赘述。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。