一种可定向降解吸收的镁金属接骨螺钉及其制备方法
阅读：206发布：2021-10-11
专利汇可以提供一种可定向降解吸收的镁金属接骨螺钉及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种可定向降 解吸 收的镁金属接 骨螺钉 及其制备方法，包括接骨螺钉，所述接骨螺钉由纯镁或镁 合金 制成且设有 螺纹 ，所述接骨螺钉在横截面和纵截面上分别具有不同的微观组织结构优势取向，使得该接骨螺钉在被降解吸收过程中横截面降解比纵截面降解快。本发明改变纯镁及其合金接骨螺钉的微观组织结构取向，使某些晶面沿一定方向呈现优势取向，在不同的方向上具有不同的微观组织结构，充分利用镁及其合金不同晶面具有的不同降解行为，达到调控接骨螺钉降解速率与骨组织生长更好匹配的作用。接骨螺钉在沿轴线方向和径向方向上降解速率不同，从而具有定向降解的特性，能够在植入早期保证螺纹结构的完整性，维持骨钉的早期紧固 力 。，下面是一种可定向降解吸收的镁金属接骨螺钉及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种可定向降解吸收的镁金属接骨螺钉，包括接骨螺钉，所述接骨螺钉由纯镁或镁合金制成且设有螺纹，其特征在于，所述接骨螺钉在横截面和纵截面上分别具有不同的微观组织结构优势取向，使得该接骨螺钉在被降解吸收过程中横截面降解比纵截面降解快；
该接骨螺钉在纵截面上，(0 0 0 2)晶面具有优势取向并形成织构，当采用X射线衍射(XRD)测试其晶体结构时，(0 0 0 2)晶面的X射线衍射强度最高，成为最强峰；
该接骨螺钉在横截面上，(1 0 -1 1)晶面具有优势取向并形成织构，当采用X射线衍射(XRD)测试其晶体结构时，(1 0 -1 1)晶面的X射线衍射强度最高，成为最强峰。
2.根据权利要求1所述的可定向降解吸收的镁金属接骨螺钉，其特征在于，上述接骨螺钉包括钉身和旋动头，钉身和旋动头共同构成螺钉长度，长度≥3mm。
3.根据权利要求2所述的可定向降解吸收的镁金属接骨螺钉，其特征在于，所述钉身由螺纹构成，其中螺牙宽度≥0.15mm，螺牙深度0.1mm～2mm，螺牙间距为0.5mm～2mm。
4.根据权利要求2所述的可定向降解吸收的镁金属接骨螺钉，其特征在于，所述旋动头包括球头下表面或锥形下表面；其中球头下表面的球面半径为1.5mm～8mm，锥形下表面的锥角为20°～90°。
5.根据权利要求4所述的可定向降解吸收的镁金属接骨螺钉，其特征在于，所述旋动头上有旋动槽，旋动槽为一字、十字、内三角、内四角、或内六角；或者旋动头为外三角、外四角、外六角；旋动头的直径或外接圆直径为3mm-15mm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的可定向降解吸收的镁金属接骨螺钉，其特征在于，所述的纯镁或镁合金包括：纯度不小于99.9％的纯镁、镁锌系合金、镁锰系合金、镁稀土系合金、镁钙系合金中任一种，其中，纯镁或镁合金都是单一的均匀相，无第二相出现。
7.一种权利要求1-6任一项所述可定向降解吸收的镁金属接骨螺钉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：采用纯度大于99.9％的纯镁铸锭，或采用镁合金铸锭作为原材料；将纯镁铸锭或镁合金铸锭热挤压为棒材，热挤压温度为100℃～500℃，挤压比大于10，挤压棒材的出料速度小于20mm/min，出料口锥度≥150°，自由摩擦无润滑；此时，挤压棒材横截面中(1 0 -1
1)晶面具有最强的X射线衍射峰，且(1 0 -1 0)与(0 0 0 2)晶面的衍射峰强度不超过(1 0 -1 1)晶面强度；纵截面上(1 0 -1 1)晶面具有优势取向，具有最大强度的X射线衍射峰；
步骤2：将步骤1的热挤压棒材进行冷加工：冷加工的温度为10～80℃，加工后棒材截面积缩小到原来的95％～40％，冷加工后棒材横截面中(1 0 -1 0)与(0 0 0 2)晶面的衍射峰强度明显提高，强度超过(1 0 -1 1)晶面的50％，但低于(1 0 -1 1)面强度；纵截面上(0
0 0 2)晶面的X射线衍射峰强度超过(1 0 -1 1)晶面衍射强度，成为具有最高衍射强度的优势取向晶面；
步骤3：冷加工后的棒材采用数控车床精加工，加工出接骨螺钉，其中接骨螺钉的纵轴线就是步骤2中的棒材的纵轴线。
8.根据权利要求7所述可定向降解吸收的镁金属接骨螺钉的制备方法，其特征在于：所述方法在步骤3之后，还包括对接骨螺钉进行抛光，使其表面光洁无缺陷。
9.根据权利要求7或8所述可定向降解吸收的镁金属接骨螺钉的制备方法，其特征在于：所述的冷加工包括冷挤压、冷锻或冷轧。
一种可定向降解吸收的镁金属接骨螺钉及其制备方法
技术领域
背景技术
[0002] 接骨螺钉是骨科临床上大量用于骨折内固定、截骨术固定等手术的植入器械，用途非常广泛。然而，当前临床使用的接骨螺钉基本由不锈钢、钛或钛合金以及部分可吸收高分子材料构成，存在一些难以克服的问题。钛合金、不锈钢等金属材质弹性模量远远大于人的密质骨，骨折固定后容易在植入部位周围产生应力遮挡效应，可能引起骨质疏松、降低手术治疗效果。且不锈钢与钛合金不可降解，骨折愈合后必须再做一次手术将骨钉取出，无疑会增加患者的身体痛苦和经济负担。可吸收高分子材料能够被人体降解吸收，避免永久存在引起的问题，然而可吸收高分子材料力学性能较低，且降解过程中有较多酸性小分子物质产生聚集而导致局部酸化，诱发炎症，应用严重受到限制。
[0003] 由于镁及其合金具有良好的生物相容性、力学强度较高、能够被人体降解吸收，用于骨折内固定可免除二次手术取出，近年来作为可降解吸收的骨科内固定物在国内外均受到了非常广泛的关注，公开发表的相关科学研究文献、专利等逐年递增。
[0004] 专利文献《生物活性可吸收骨内固定植入器械》(公开号CN 101283922A)公开了具有生物活性可吸收镁合金，包括了镁铝系列、镁锰系列、镁锌系列、镁锆系列、镁稀土系列等多种系列的镁合金，以及这些合金制作加工的螺钉、髓内钉、脊柱骨折脱位固定器材、骨针等多种内植入器械，其表面有利用离子注入、热喷涂、离子镀、溅射、化学气相沉积、电化学法等多种方法制备的陶瓷涂层，用以控制其降解速率。专利文献《一种可生物降解的颅骨修补体》(公开号CN 101385660A)公开了一种纯镁或镁合金加工制备的颅骨修补体及其螺钉配套，通过表面改性和/或涂覆可降解生物活性涂层控制降解速率。专利文献《可控降解速率的生物医用植入材料及其应用》(授权公告号CN100400114C)则公开了一种以纯镁或镁合金材料为基体的材料，表面涂覆一层可降解高分子材料，使生物降解分步进行，既保证降解过程中材料的力学性能，又使降解速率和植入器件服役时间相匹配，达到可控降解的目的。此外，还有大量研究文献公开报道了以纯镁或镁合金为材质的骨科内植入材料或器件。
[0005] 然而，镁及其合金用于骨科内固定尚存在一定问题，如降解速率与骨生长速率不匹配而导致内固定物(如接骨螺钉)的早期失效、失去力学支撑作用，并影响最终的治疗效果。目前解决该问题的基本思路是通过涂层技术，调整降解速率，使降解速率与力学性能衰减、骨生长速率相互匹配。但涂层技术工艺一般比较复杂，多数涂层用于接骨螺钉时在螺钉的拧合过程中存在结合力较差、易脱落等问题。
发明内容
[0006] 本发明针对上述现有技术的不足，提供一种能够按照一定方向进行降解的体内可降解吸收镁金属接骨螺钉及其制备方法。
[0007] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0008] 本发明提供一种可定向降解吸收的镁金属接骨螺钉，包括接骨螺钉，所述接骨螺钉由纯镁或镁合金制成且设有螺纹，所述接骨螺钉在横截面和纵截面上分别具有不同的微观组织结构优势取向，使得该接骨螺钉在被降解吸收过程中横截面降解比纵截面降解快。这样的降解路径能够保证在降解过程中维持一定的螺纹螺牙深度，避免在植入早期由于螺牙深度快速衰减而导致固定不牢。
[0009] 具体来讲，一种可定向降解吸收的镁金属接骨螺钉有如下特征：
[0011] ②该接骨螺钉在横截面上，(1 0-1 0)、(1 0-1 1)晶面具有优势取向并形成织构，当采用X射线衍射(XRD)测试其晶体结构时，(1 0 0 0)晶面或(1 0-1 1)晶面的X射线衍射强度最高，成为最强峰。
[0012] 镁在(0 0 0 2)晶面具有更好的耐蚀性，基于上述特征，使得这种接骨螺钉在不同方向上的降解速率具有差异性，最终形成了具有特定降解吸收取向的接骨螺钉。
[0013] 进一步的，上述接骨螺钉包括钉身和旋动头，钉身和旋动头共同构成螺钉长度。长度≥3mm。
[0014] 进一步的，所述钉身由螺纹构成，其中螺牙宽度≥0.15mm，螺牙深度0.1mm～2mm，螺牙间距为0.5mm～2mm。
[0015] 进一步的，所述旋动头包括球头下表面或锥形下表面；其中球头下表面的球面半径为1.5mm～8mm，锥形下面表的锥角为20°～90°。
[0016] 进一步的，所述接骨螺钉的旋动头上有旋动槽，旋动槽包括一字、十字、内三角、内四角、内六角；或者旋动头为外三角、外四角、外六角。旋动头的直径或外接圆直径为3mm-15mm。
[0017] 本发明上述优选的各种参数，其中，螺牙宽度≥0.15mm，深度0.1mm～2mm，螺牙间距0.5～2mm，是一种拥有宽平螺牙结构的螺钉。这样的结构中，螺纹尖端具有明显的平台，从而使得螺纹尖端保持充分的(0 0 0 2)晶面排布，保证降解过程中螺纹尖端暴露出优势取向，不会优先降解而导致螺纹塌缩，维持早期结构的稳定性。而在螺纹的侧面则充分暴露(1 0-1 0)或(1 0-1 1)的优势晶面，螺牙两侧的镁优先降解，即螺牙会优先“变瘦”，而不是先“变矮”。最终在早期维持充分的螺牙深度。
[0018] 上述的纯镁或镁合金包括：纯度不小于99.9％的纯镁、镁锌系合金、镁锰系合金、镁稀土系合金、镁钙系合金等。其中，纯镁或镁合金的都是单一的均匀相，无第二相出现，由此能够避免出现非均匀的微电偶腐蚀。
[0019] 本发明还提供一种上述可定向降解吸收的镁金属接骨螺钉的制备方法，包括如下步骤：
[0020] 步骤1：采用纯度大于99.9％的纯镁铸锭，或采用镁合金铸锭作为原材料；将纯镁铸锭或镁合金铸锭热挤压为棒材，热挤压温度为100℃～500℃，挤压比大于10，挤压棒材的出料速度小于20mm/min，挤压出料口锥度≥150°，自由摩擦无润滑。此时，挤压棒材横截面中(1 0-1 1)晶面具有最强的X射线衍射峰，且(1 0-1 0)与(0 0 0 2)晶面的衍射峰强度不超过(1 0-1 1)晶面强度。纵截面上(1 0-1 1)晶面具有优势取向，具有最大强度的X射线衍射峰。
[0021] 步骤2：将步骤1的热挤压棒材进行冷加工。冷加工的温度为10～80℃，加工后棒材截面积缩小到原来的95％～40％。冷加工后棒材横截面中(1 0-1 0)与(0 0 0 2)晶面的衍射峰强度明显提高，强度超过(1 0-1 1)晶面的50％，但低于(1 0-1 1)面强度；纵截面上(0 00 2)晶面的X射线衍射峰强度超过(1 0-1 1)晶面衍射强度，成为具有最高衍射强度的优势取向晶面。
[0022] 本发明上述各种加工参数对于最终结果有重要的影响，经过上述关键参数的联合加工步骤才能得到理想的取向结构。首先，经过挤压工序，在挤压棒横纵截面分别形成具有特定取向的结构。如果挤压过程的锥角不充分或摩擦力不充分，则可能无法得到上述的优势取向。其次，在步骤1基础上进行的冷加工，进一步改变了横纵截面的优势取向，从而使得棒材的横纵截面具有完全不同的织构组成，这是保证螺钉具有特定降解取向的基础。螺纹的宏观取向(如螺牙尖端的指向)与尺寸参数取决于该棒材织构取向的方向。因此，上述两步骤的联合以及每个步骤的参数要求是关键之处，单纯的只执行其中一个步骤，或工艺参数达不到要求，则难以得到本发明的结构取向。
[0023] 步骤3：冷加工后的棒材采用数控车床精加工，加工出接骨螺钉。其中螺钉的纵轴线就是步骤2中的棒材的纵轴线。这种加工取向也是螺钉保持最终取向的关键。
[0026] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0027] 本发明通过改进优化生物医用镁及其合金的加工技术，改变纯镁及其合金接骨螺钉的微观组织结构取向，使某些晶面沿一定方向呈现优势取向，在不同的方向上具有不同的微观组织结构，充分利用镁及其合金不同晶面具有的不同降解行为，达到调控接骨螺钉降解速率与骨组织生长更好匹配的作用。该材料加工成接骨螺钉后，在沿轴线方向和径向方向上降解速率不同，从而具有定向降解的特性，能够在植入早期保证螺纹结构的完整性，维持骨钉的早期紧固力。附图说明
[0028] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0029] 图1是本发明所设计的可定向降解吸收的镁金属接骨螺钉结构示意图；
[0030] 图2是本发明中接骨螺钉旋动槽结构图；
[0031] 图3是本发明中具有微观组织取向的接骨螺钉在降解过程中，螺纹的外形衰减示意图；
[0032] 图4是普通镁合金接骨螺钉在降解过程中，螺纹的外形衰减示意图；
[0033] 图5是本发明中的接骨螺钉在体内植入后降解过程示意图；其中：(a)～(d)是接骨螺钉在体内植入后逐步降解吸收过程。
[0034] 图6是本发明的接骨螺钉与普通无优势取向镁合金接骨螺钉的横纵截面XRD衍射图谱；其中：(a)是普通结构镁合金接骨螺钉横截面XRD衍射图，(b)是普通镁合金接骨螺钉纵截面XRD衍射图，(c)是本发明接骨螺钉横截面XRD衍射图，(d)是本发明接骨螺钉纵截面XRD衍射图；
[0035] 图7是本发明的接骨螺钉与普通无优势取向镁合金接骨螺钉在体外浸泡降解2周后，螺纹衰减情况的实物对比图，其中:(a)是普通结构镁合金接骨螺钉在体外浸泡降解2周后的螺纹实物图，(b)是本发明接骨螺钉在体外浸泡降解2周后的螺纹实物图；
[0036] 图中，1是接骨螺钉的螺牙宽度，2是螺牙间距(螺距)，3是接骨螺钉的总长度，4是螺纹形状，5是接骨螺钉的底径，6是接骨螺钉的外径，7是一字型旋动槽，8是十字形旋动槽，9是内三角旋动槽，10是内四角旋动槽，11是内六角旋动槽，12是本发明接骨螺钉降解前的螺纹外形，13是本发明接骨螺钉降解过程中的外轮廓，14～16分别本发明接骨螺钉降解不同时间后螺纹的外形，17～19是普通结构镁合金接骨螺钉在降解的不同时间后螺纹外形变化过程。
具体实施方式
[0037] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0038] 如图1所示，本发明提供的具有特定微观组织取向的可定向降解吸收镁金属接骨螺钉，由旋动头和螺纹部分组成，其中螺纹部分的螺纹宽度1、螺纹间距2可调，并通过外径6、内径5的变化确定其螺纹深度。旋动头与螺纹部分共同形成螺钉长度3。旋动头上有旋动槽，旋动槽可以是一字型7，十字形8，内三角形9，内四角形10以及内六角形11。旋动头也可以是外三角、外四角、外六角形状。在降解过程中，螺牙的降解行为将遵从一定的取向，从降解之前的螺牙形状12开始，在沿纵轴方向降解稍快，而在沿横轴方向降解稍慢，于是外形逐步降解为14、15、16，通过与原始的螺牙轮廓线13对比可以看出，其降解呈现一定的方向性，即：螺牙先倾向于变窄，再逐步横向塌缩。这样可以在一定的降解周期内保持螺纹的形状，提供足够的把持力和固定力。与此对应的，是普通无取向螺钉的降解过程，其螺牙从原始外形12开始，在横向、纵向同时降解，逐步变为17、18、19的形状，与轮廓线13对比可以发现，其螺纹外形处于整体塌缩的状态，因此在降解过程中可能会出现早期失效的情况，不利于骨折的早期固定。
[0039] 从整体上来讲，螺钉的降解过程可以描述如下：从初始未降解外形如图5中(a)为起点，螺牙在沿纵轴降解较快，横轴方向降解较慢，于是逐步降解为图5中(b)、(c)的外形，但依然保持一定的螺纹结构，提供良好的固定力。逐步降解为更小的碎块(图5中(d)所示)，最终被人体全部吸收。针对该接骨螺钉进行微观分析发现，正如其横截面上(1 0-1 1)晶面具有优先取向(如图6中(c)所示)，而纵截面上则是(0 0 0 2)晶面具有优势取向(如图6中(d)所示)。这样的优势取向，保证在沿横轴方向(即纵截面，请注意是纵截面与横轴垂直)具有较高的耐蚀性，而在沿纵轴方向(即横截面，请注意是横截面与纵轴垂直)则降解较快，从而使得螺牙结构具有一定的降解取向，实际的降解效果如图7中(b)所示。与此对应的，是普通无强烈取向的螺钉，其横纵截面上的优势取向如图6中(b)、(a)的晶面标注所示(衍射峰强度高的即为优势取向)，其螺纹在降解中的变化如图7中(a)所示。通过对比图7中(a)、(b)，可以看到本发明中的接骨螺钉在降解初期能保证螺纹形状和螺纹深度，而普通螺纹则出现了整体塌缩，螺纹深度大幅度降低。
[0040] 以下给出本发明的具体实施例，对本发明的具体应用等进行详细的说明。
[0041] 实施例1
[0042] 采用99.98％以上的纯镁铸锭，在100℃下挤压成棒材，挤压比为20，挤压棒材出料速度20mm/min，出料口锥度180°，无润滑。针对该挤压棒材进行XRD分析，发现该挤压棒材横截面中(1 0-1 1)晶面衍射峰最强，纵截面上同样是(1 0-1 1)晶面衍射峰最强，如图6中(a)、(b)部分所示。
[0043] 之后，将上述纯镁热挤压棒材进行进一步的冷挤压，挤压温度为80℃，挤压后棒材截面积缩小到原来的95％。通过XRD进一步分析发现，冷加工后棒材横截面中(1 0-1 0)与(0 0 0 2)晶面的衍射峰强度明显提高，强度为(1 0-1 1)晶面的80％，仍低于(1 0-1 1)面强度，表明横截面上依然是(1 0-1 1)晶面具有优势取向。但发现纵截面上(0 0 0 2)晶面的X射线衍射峰强度大幅度提高，超过(1 0-1 1)晶面衍射强度，表明纵截面上(0 0 0 2)晶面具有一定的优势取向。
[0044] 进一步将冷加工棒材加工为接骨螺钉结构。其螺纹部分的结构为：螺牙宽度0.15mm，螺牙深度0.1mm，螺牙间距为0.5mm。螺钉总长20mm。其旋动头部分为球头下表面，球面半径1.5mm，旋动头上有旋动槽为一字槽。
[0046] 将该接骨螺钉浸泡在模拟体液中，同时以普通可降解纯镁螺钉作为对照。降解两周后，本发明所述接骨螺钉的螺纹深度变为原来的90％，而对照组的螺钉其螺纹深度急剧下降至原来的60％。
[0047] 实施例2
[0048] 采用Mg-5.4Zn合金，在300℃下挤压成棒材，挤压比为60，挤压棒材出料速度10mm/min。针对该挤压棒材进行XRD分析，发现该挤压棒材横截面中(1 0-1 1)晶面衍射峰最强，纵截面上同样是(1 0-1 1)晶面衍射峰最强。
[0049] 之后，将上述挤压棒材进行进一步冷轧，轧制温度为40℃，轧制后棒材截面积缩小到原来的50％。通过XRD进一步分析发现，轧制后棒材横截面中(1 0-1 0)与(0 0 0 2)晶面的衍射峰强度提高，强度为(1 0-1 1)晶面的60％，但仍低于(1 0-1 1)面强度，即横截面上(1 0-1 1)晶面具有优势取向。但纵截面上(0 0 0 2)晶面的X射线衍射峰强度大幅度提高，超过(1 0-1 1)晶面衍射强度，即纵截面上(0 0 0 2)晶面具有一定的优势取向。
[0050] 进一步将冷加工棒材加工为接骨螺钉结构。其螺纹部分的结构为：螺牙宽度0.20mm，螺牙深度1.0mm，螺牙间距为1mm。螺钉总长15mm。其旋动头部分为锥形下表面，锥角
20°。旋动头上有旋动槽为十字槽。
20°。旋动头上有旋动槽为十字槽。
[0051] 最后将接骨螺钉放入电解抛光液中进行电解抛光，去除表面毛刺。
[0052] 将该接骨螺钉旋入模拟骨块中，浸泡在模拟体液。同时无优势取向的螺钉作为对照。降解4周后测试其拔出力，本发明所述接骨螺钉的拔出力比对照组螺钉高出20％，其根本原因在于螺纹保持更加完整。
[0053] 实施例3
[0054] 采用Mg-0.8Mn-1Zn合金，在500℃下挤压成棒材，挤压比为100，挤压棒材出料速度5mm/min，出料口锥度170°，无润滑。针对该挤压棒材进行XRD分析，发现该挤压棒材横截面中(1 0-1 1)晶面衍射峰最强，纵截面上同样是(1 0-1 1)晶面衍射峰最强。
[0055] 之后，将上述挤压棒材进行进一步冷挤压，挤压温度为室温25℃，挤压后棒材截面积缩小到原来的40％。通过XRD进一步分析发现，冷挤压后棒材横截面中(1 0-1 0)与(0 0 0 2)晶面的衍射峰强度提高，强度为(1 0-1 1)晶面的55％，但仍低于(1 0-1 1)面强度，即横截面上(1 0-1 1)晶面具有优势取向。但纵截面上(0 0 0 2)晶面的X射线衍射峰强度大幅度提高，超过(1 0-1 1)晶面衍射强度，即纵截面上(0 0 0 2)晶面具有一定的优势取向。
[0056] 进一步将冷加工棒材加工为接骨螺钉结构。其螺纹部分的结构为：螺牙宽度0.30mm，螺牙深度2mm，螺牙间距为2mm。螺钉总长30mm。其旋动头部分为锥形下表面，锥角
90°。旋动头上有旋动槽为内四角槽。
90°。旋动头上有旋动槽为内四角槽。
[0057] 最后将接骨螺钉放入电解抛光液中进行电解抛光，去除表面毛刺。
[0058] 采用山羊作为动物骨折模型，将该接骨螺钉顶入右侧股骨髁外侧，固定骨块，同时无优势取向的螺钉作为对照。植入3个月后，解剖取材，发现本发明所设计的接骨螺钉结构外形保持完整，螺纹结构剩余30％左右，骨块愈合良好；而对照组的螺纹结构基本消失，骨块有轻微松动。植入1年后解剖取材发现，接骨螺钉大部分降解，剩余体积为原始体积的约10％。周围组织生物相容性良好，未发现炎症反应等问题。
[0059] 实施例4
[0060] 采用Mg-Y-稀土-Zr合金，在500℃下挤压成棒材，挤压比为80，挤压棒材出料速度8mm/min，出料口锥度150°，无润滑。针对该挤压棒材进行XRD分析，发现该挤压棒材横截面中(1 0-1 1)晶面衍射峰最强，纵截面上同样是(1 0-1 1)晶面衍射峰最强。
[0061] 之后，将上述挤压棒材进行进一步冷挤压，挤压温度为30℃，挤压后棒材截面积缩小到原来的55％。通过XRD进一步分析发现，冷挤压后棒材横截面中(1 0-1 0)与(0 0 0 2)晶面的衍射峰强度提高，强度为(1 0-1 1)晶面的75％，但仍低于(1 0-1 1)面强度，即横截面上(1 0-1 1)晶面具有优势取向。但纵截面上(0 0 0 2)晶面的X射线衍射峰强度大幅度提高，超过(1 0-1 1)晶面衍射强度，即纵截面上(0 0 0 2)晶面具有一定的优势取向。
[0062] 进一步将冷加工棒材加工为接骨螺钉结构。其螺纹部分的结构为：螺牙宽度0.15mm，螺牙深度0.50mm，螺牙间距为1.75mm。螺钉总长25mm。其旋动头部分为外六角形状，其外接圆直径为5mm。最后将接骨螺钉放入电解抛光液中进行电解抛光，去除表面毛刺。
[0063] 采用比格犬作为动物骨折模型，将该接骨螺钉植入左侧胫骨平台处，固定骨块。植入1个月后，解剖取材，发现本发明所设计的接骨螺钉的螺纹结构剩余60％左右，骨块固定效果良好；植入半年后解剖取材发现，螺纹剩余10％左右，周围组织生物相容性良好，未发现炎症反应等问题。
[0064] 实施例5
[0065] 采用Mg-0.8Ca合金，在400℃下挤压成棒材，挤压比为60，挤压棒材出料速度22mm/min，出料口锥度165°，无润滑。针对该挤压棒材进行XRD分析，发现该挤压棒材横截面中(1 0-1 1)晶面衍射峰最强，纵截面上同样是(1 0-1 1)晶面衍射峰最强。
[0066] 之后，将上述挤压棒材进行进一步冷锻造，温度为30℃，冷锻造后棒材截面积缩小到原来的55％。通过XRD进一步分析发现，冷挤压后棒材横截面中(1 0-1 0)与(0 0 0 2)晶面的衍射峰强度提高，强度为(1 0-1 1)晶面的60％，但仍低于(1 0-1 1)面强度，即横截面上(1 0-1 1)晶面具有优势取向。但纵截面上(0 0 0 2)晶面的X射线衍射峰强度大幅度提高，超过(1 0-1 1)晶面衍射强度，即纵截面上(0 0 0 2)晶面具有一定的优势取向。
[0067] 进一步将冷加工棒材加工为接骨螺钉结构。其螺纹部分的结构为：螺牙宽度0.15mm，螺牙深度0.35mm，螺牙间距为1.2mm。螺钉总长30mm。其旋动头部分为外四角形状，其外接圆直径为3.6mm。最后将接骨螺钉放入电解抛光液中进行电解抛光，去除表面毛刺。
[0068] 采用新西兰大白兔作为动物模型，制作髁间骨折模型。利用该接骨螺钉进行固定。植入3个月后，X光照片显示骨折线逐步消失，愈合良好，且无异位成骨、无严重的炎性反应、无骨吸收等现象。植入半年后解剖取材发现，螺纹剩余20％左右，周围组织生物相容性良好，未发现炎症反应等问题。
[0069] 实施例6
[0070] 采用99.98％以上高纯镁，在250℃下挤压成棒材，挤压比为80，挤压棒材出料速度15mm/min，出料口锥度180°，无润滑。针对该挤压棒材进行XRD分析，发现该挤压棒材横截面中(1 0-1 1)晶面衍射峰最强，纵截面上同样是(1 0-1 1)晶面衍射峰最强。
[0071] 之后，将上述挤压棒材进行进一步冷轧，温度为25℃，轧制后棒材截面积缩小到原来的80％。通过XRD进一步分析发现，冷轧后棒材横截面中(1 0-1 0)与(0 0 0 2)晶面的衍射峰强度提高，强度为(1 0-1 1)晶面的85％，但仍低于(1 0-1 1)面强度，即横截面上(1 0-1 1)晶面具有优势取向。但纵截面上(0 0 0 2)晶面的X射线衍射峰强度大幅度提高，超过(1 0-1 1)晶面衍射强度，即纵截面上(0 0 0 2)晶面具有一定的优势取向。
[0072] 进一步将冷加工棒材加工为接骨螺钉结构。其螺纹部分的结构为：螺牙宽度0.15mm，螺牙深度0.45mm，螺牙间距为1.0mm。螺钉总长20mm。其旋动头部分为球头下表面，球面半径5mm，旋动槽为内四角形状。最后将接骨螺钉放入电解抛光液中进行电解抛光，去除表面毛刺。
[0073] 采用新西兰大白兔作为动物模型，制作桡骨骨折模型。利用该接骨螺钉进行固定。植入1个月后，X光照片显示固定可靠牢固，愈合过程顺利，且无异位成骨、无严重的炎性反应、无骨吸收等现象。植入一年半后解剖取材发现，接骨螺钉已被完全吸收，骨折完全愈合，周围组织生物相容性良好，未发现炎症反应等问题。
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