CN105455869A - 一种可吸收镁合金腹腔镜止血夹及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种可吸收镁合金腹腔镜止血夹，为呈V字形的镁合金制成，镁合金的成分为在纯镁基体上添加合金元素Zn、Zr、Ca、Mn、Y、Sr和Ag中的一种或两种以上一定比例的合金元素。本发明的优点是：该可吸收镁基合金止血夹具有优异的生物降解性和物理机械性能，本制备工艺制备流程短，采用挤压板材方式，三向压应力状态可以克服镁基合金难于塑性变形的缺点，易于成形加工且制备成本低，经过板材冲裁后适当热处理，可以明显消除冲压过程中产生的残余应力，再结晶晶粒尺寸不均匀的现象，提高了止血夹的塑韧性，避免了镁基止血夹施夹过程中断裂的现象。
Description
技术领域
本发明属于生物医用材料领域，涉及一种可吸收镁合金腹腔镜止血夹及其制备方法。
背景技术
腹腔镜手术开始于上世纪80年代，我国于九十年代初引进这种微创手术。手术临床上较多采用止血夹止血，操作相对容易，止血效果较好。较为常用的止血夹材料主要是非降解金属材料止血夹和可降解高分子止血夹。这两类止血夹在临床上都有使用，但都存在一定问题。
钛合金止血夹是目前腹腔镜手术临床常用的止血夹，虽然对人体毒性较小，但其永久留存体内会带来离子溶出炎症、干扰影像学诊断以及造成患者心理负担等问题。可吸收高分子止血夹虽然可体内降解，但高分子材料的力学强度不足，造成夹闭力维持时间有限，且产品成本过高。针对以上问题，本项目利用镁合金良好的生物安全性、力学性能、特别是体内可腐蚀降解的特性开发新型的可降解镁基合金腹腔镜手术止血夹，解决目前该类产品存在的局限性，项目的研发对于提高手术质量以及患者术后身心健康具有重要的现实意义。
目前关于镁合金止血夹的制备方法，例如“一种可吸收镁基复合材料止血夹及其制备方法”专利号：201310354547.7，采用的制备方法为镁基复合材料棒拉丝、切割横纹并成型、退火处理、和清洗。由于镁为密排六方晶格类型，室温滑移系少，塑性加工成型困难。采用拉拔工艺成型镁丝时，每一道次的变形量受到限制，而且在拉拔一定道次后(一般为2至3道次)，就需要中间退火来改善加工硬化现象，因此止血夹加工变形的工艺路线和加工周期比较长，限制了止血夹产品的生产效率，增加了止血夹的生产成本。
发明内容
本发明的目的在于针对上述技术分析和存在问题，提供了一种可吸收镁合金腹腔镜止血夹及其制备方法，该种成型方法易于成形加工且制备成本低，制备出的止血夹具有优良的机械性能。
本发明的技术方案：
一种可吸收镁合金腹腔镜止血夹，为呈V字形的镁合金制成，镁合金的成分为在纯镁基体上添加合金元素Zn、Zr、Ca、Mn、Y、Sr和Ag中的一种或两种以上一定比例的合金元素，镁合金中合金元素的重量百分比含量为Zn1-6％、Ca、0.2-1％、Mn0.2-1.5％、Zr0.2-1％、Sr0.2-1％、Y0.2-1％、Ag0.5-2％；止血夹整体呈带有圆弧角的“v”形结构，开口度为9.0-10.0mm，止血夹截面形状为矩形，长1-1.5mm、宽0.6-1.0mm，内侧圆弧半径为1-1.20mm，外侧圆弧半径为1.8-2mm，v形两边延长线夹角为60°。
一种所述可吸收镁合金腹腔镜止血夹的制备方法，采用可吸收镁及镁合金合材料制备，包括镁合金板材的挤压成型、冲裁成型、退火处理、清洗，步骤如下：
1)将断面尺寸Φ60-100mm的高纯镁或镁合金铸锭在300-420℃温度下均匀化退火12-240h，然后在挤压机上挤压成截面宽30-50mm、高0.8-1.5mm的镁基合金板材，挤压温度为250-300℃，挤压速度为0.5mm/s-3.5mm/s；
2)将上述挤压后的板材进行时效处理，时效温度为170-180℃，时间为24h；
3)将上述时效后的镁合金板材通过冲压模具冲压成为所设计的止血夹的形状与尺寸，冲压温度为室温；
4)将上述成型后的镁合金止血夹进行退火处理，退火温度为250～300℃，退火时间为1～2h，取出后冷却至室温；
5)将退火处理后的镁合金止血夹放入无水乙醇中进行清洗直至其表面光洁后取出烘干，制得可吸收镁基合金止血夹。
所述镁合金铸锭的制备方法是：以纯度≥99.95％的镁锭、锌粒、Mg-Zr中间合金、Mg-Ca中间合金、Mg-Mn中间合金、Mg-Y中间合金、Mg-Sr中间合金以及Mg-Ag中间合金为原料，在通有氩气保护气氛的真空炉中或在SF6的体积百分比含量为0.4％的SF6+N2混合保护气氛下进行熔炼，熔炼温度为700-720℃，采用机械搅方式进行搅拌，搅拌后保温5分钟，然后在675-685℃温度区间，浇铸成Φ60-100mm的镁合金铸锭。
本发明的优点是：该可吸收镁基合金止血夹具有优异的生物降解性和物理机械性能，本制备工艺制备流程短，采用挤压板材方式，三向压应力状态可以克服镁基合金难于塑性变形的缺点，易于成形加工且制备成本低，经过板材冲裁后适当热处理，可以明显消除冲压过程中产生的残余应力，再结晶晶粒尺寸不均匀的现象，提高了止血夹的塑韧性，避免了镁基止血夹施夹过程中断裂的现象。
附图说明
图1为可吸收镁基合金止血夹结构示意图。
具体实施方式
实施例：
一种可吸收镁合金腹腔镜止血夹，如图1所示，为呈V字形的镁合金制成，镁合金的成分为Mg-3Zn-0.2Ca，其中Zn的含量为3wt％、Ca的含量为0.2wt％，余量为Mg；止血夹整体呈带有圆弧角的“v”形结构，开口度为9.2mm，止血夹截面形状为矩形，长1mm、宽0.69mm，内侧圆弧半径为1.20mm，外侧圆弧半径为1.89mm，v形两边延长线夹角为60°。
上述可吸收镁合金腹腔镜止血夹的制备方法，采用镁合金合材料制备，包括镁合金板材的挤压成型、冲裁成型、退火处理、清洗，步骤如下：
1)制备镁合金：镁合金成分为Mg-3Zn-0.2Ca，其中Zn的含量为3wt％，Ca的含量为0.2wt％，余量为Mg；该镁基合金的制备方法是：以纯度大于99.95％的镁锭、锌粒，含钙30wt％的镁钙合金为原料，在通有氩气保护气氛的真空炉中搅拌熔炼，然后通过模具浇铸成Φ60mm的镁基合金铸锭；将镁基合金铸锭进行均匀化退火处理，退火温度为400℃，退火时间24小时，然后通过挤压机挤压成40×1mm的镁基合金板材，挤压温度为300℃，挤压速度为1mm/S；
2)将所述挤压后镁基合金进行人工时效处理，处理温度为170℃，处理时间为24小时；
3)将时效后的Mg-3Zn-0.2Ca合金板材通过冲压模具冲裁为如图1所示的止血夹；
4)将上述Mg-3Zn-0.2Ca合金止血夹进行退火处理，退火温度为300℃，退火时间为2h，取出后冷却至室温；
5)将退火处理后的Mg-3Zn-0.2Ca合金止血夹放入无水乙醇中进行清洗直至其表面光洁后取出烘干，即可制得可吸收镁基合金腹腔镜止血夹。
该实施例中，镁基合金中Zn元素作为重要的合金元素，具有固溶强化和时效强化的双重作用，同时还能改善合金的抗腐蚀性；Ca具有较强的晶粒细化作用，提高镁合金的力学性能，并且具有弱化织构提高镁合金成形能力的作用；Zn和Ca都是人体主要营养元素之一，具有良好的生物相容性。
Claims (3)
1.一种可吸收镁合金腹腔镜止血夹，其特征在于：为呈V字形的镁合金制成，镁合金的成分为在纯镁基体上添加合金元素Zn、Zr、Ca、Mn、Y、Sr和Ag中的一种或两种以上一定比例的合金元素，镁合金中合金元素的重量百分比含量为Zn1-6％、Ca、0.2-1％、Mn0.2-1.5％、Zr0.2-1％、Sr0.2-1％、Y0.2-1％、Ag0.5-2％；止血夹整体呈带有圆弧角的“v”形结构，开口度为9.0-10.0mm，止血夹截面形状为矩形，长1-1.5mm、宽0.6-1.0mm，内侧圆弧半径为1-1.20mm，外侧圆弧半径为1.8-2mm，v形两边延长线夹角为60°。
2.一种如权利要求1所述可吸收镁合金腹腔镜止血夹的制备方法，其特征在于：采用可吸收镁及镁合金合材料制备，包括镁合金板材的挤压成型、冲裁成型、退火处理、清洗，步骤如下：
1)将断面尺寸Φ60-100mm的高纯镁或镁合金铸锭在300-420℃温度下均匀化退火12-240h，然后在挤压机上挤压成截面宽30-50mm、高0.8-1.5mm的镁基合金板材，挤压温度为250-300℃，挤压速度为0.5mm/s-3.5mm/s；
2)将上述挤压后的板材进行时效处理，时效温度为170-180℃，时间为24h；
3)将上述时效后的镁合金板材通过冲压模具冲压成为所设计的止血夹的形状与尺寸，冲压温度为室温；
4)将上述成型后的镁合金止血夹进行退火处理，退火温度为250～300℃，退火时间为1～2h，取出后冷却至室温；
5)将退火处理后的镁合金止血夹放入无水乙醇中进行清洗直至其表面光洁后取出烘干，制得可吸收镁基合金止血夹。
3.根据权利要求2所述可吸收镁合金腹腔镜止血夹的制备方法，其特征在于：所述镁合金铸锭的制备方法是：以纯度≥99.95％的镁锭、锌粒、Mg-Zr中间合金、Mg-Ca中间合金、Mg-Mn中间合金、Mg-Y中间合金、Mg-Sr中间合金以及Mg-Ag中间合金为原料，在通有氩气保护气氛的真空炉中或在SF6的体积百分比含量为0.4％的SF6+N2混合保护气氛下进行熔炼，熔炼温度为700-720℃，采用机械搅方式进行搅拌，搅拌后保温5分钟，然后在675-685℃温度区间，浇铸成Φ60-100mm的镁合金铸锭。
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| CN108577922A (zh) * | 2018-02-26 | 2018-09-28 | 天津理工大学 | 一种可降解锌合金腹腔镜止血夹及其制备方法 |
| CN109280828A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-01-29 | 南京工程学院 | 一种高强度可降解植入器械用复合材料及其制备方法 |
| CN109280828B (zh) * | 2018-12-10 | 2021-03-02 | 南京工程学院 | 一种高强度可降解植入器械用复合材料及其制备方法 |
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