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能够用于生物体的合金制构件及其制造方法

阅读:2发布:2021-05-13

专利汇可以提供能够用于生物体的合金制构件及其制造方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且提供有效利用镁的 生物 体 亲和性 和 生物降解 性的特征、同时能够实现必要的生物降解性寿命的能够用于生物体的 合金 制构件及其制造方法。本 发明 的能够用于生物体的合金制构件具备:包含镁合金的基体、包含源自于上述基体的成分的 氧 化物或者氧化物和氢氧化物的 复合体 的第1保护层、和包含源自于上述基体的成分的氢氧化物的第2保护层。,下面是能够用于生物体的合金制构件及其制造方法专利的具体信息内容。

1.一种能够用于生物体的合金制构件,其具备:
包含镁合金的基体、
包含源自于所述基体的成分的化物、或者氧化物和氢氧化物的复合体的第1保护层、和
包含源自于所述基体的成分的氢氧化物的第2保护层。
2.根据权利要求1所述的能够用于生物体的合金制构件,其中,
所述基体包含在镁中添加了共混物的镁合金。
3.根据权利要求2所述的能够用于生物体的合金制构件,其中,
所述共混物包含规定的稀土类元素的至少一种和规定的非稀土类元素的至少一种。
4.根据权利要求3所述的能够用于生物体的合金制构件,其中,
所述规定的稀土类元素各自发生氧化而成为氧化物时的活化能为1000kJ/mol以上。
5.根据权利要求3或4所述的能够用于生物体的合金制构件,其中,
所述规定的非稀土类元素各自发生氧化而成为氧化物时的活化能为1000kJ/mol以上。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的能够用于生物体的合金制构件,其中,所述规定的稀土类元素包含选自Sc、Y、Dy、Sm、Ce、Gd、和La中的一种。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的能够用于生物体的合金制构件,其中,所述规定的非稀土类元素包含选自Ti、Ta、Nb、Al、Mn、Fe、Cr、B、P、V和Zr中的至少一种。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的能够用于生物体的合金制构件,其中,所述第1保护层位于所述基体的表面,
所述第2保护层位于所述第1保护层的表面。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的能够用于生物体的合金制构件,其中,所述第1保护层的所述氧化物具有镁的氧化物、稀土类的氧化物和非稀土类的氧化物的至少任意一种。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的能够用于生物体的合金制构件,其中,所述第1保护层的所述氧化物与氢氧化物的复合体具有镁的氧化物和镁的氢氧化物。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的能够用于生物体的合金制构件,其中,所述第2保护层的所述氢氧化物具有镁、稀土类和非稀土类的至少任意一种的氢氧化物。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的能够用于生物体的合金制构件,其中,所述基体利用生物体组织内的分能够形成氢氧化物和氧化物的至少一者。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的能够用于生物体的合金制构件,其中,所述基体含有0.5~5.0重量%的Nd、0.1~5.0重量%的Y、0.1~1.0重量%的Mn、0.1~
4.0重量%的Zn和0.1~1.0重量%的Zr。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的能够用于生物体的合金制构件,其中,所述基体含有0.5~5.0重量%的Nd、0.1~5.0重量%的Gd和0.1~1.0重量%的Zr。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的能够用于生物体的合金制构件,其中,所述合金制构件被用于需要生物降解性的生物体植入器件。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的能够用于生物体的合金制构件,其中,所述合金制构件被用于人工血管支架、生物体的缝合材料、血管用栓塞线圈、夹子、密封材料、生物体的结合材料和骨的结合材料、网片、骨的矫正材料、实心或多孔体的骨的支承材料、在生物体内使细胞被保持地进行增殖的支撑架中的至少一种。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的能够用于生物体的合金制构件,其中,所述合金制构件被用于再生医疗。
18.能够用于生物体的合金制构件的制造方法,其具备:
在包含镁合金的基体上形成包含源自于所述基体的成分的氧化物、或者氧化物和氢氧化物的复合体的第1保护层的工序、
在所述第1保护层上形成包含源自于所述基体的成分的氢氧化物的第2保护层的工序。

说明书全文

能够用于生物体的合金制构件及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及能够用于人类或动物等生物体的合金制构件及其制造方法。

背景技术

[0002] 为了在人类、动物等中进行疾病、伤痛的治疗、疾病、伤痛的预防等,而在生物体中使用各种构件。例如使用:与切割部分的缝合、骨折部分的结合、人工血管、血管用支架、人工关节的一部分等对应的构件。这些构件即为生物体用植入物(以治疗、预防等为目的的生物体用植入物)。
[0003] 这些构件既有由源自于生物体的原材料形成的构件,也有由非源自于生物体的原材料形成的构件。这是因为利用源自于生物体的原材料来形成这些构件时,在原材料的供给、制造成本等方面存在较多困难。为了应对这样的困难性,正在开始利用生物体来源以外的原材料来形成构件。
[0004] 例如,已经开始提出将制造工序容易、且制造精度、制造品质高、能够抑制制造成本的金属作为原材料来制造血管用支架。
[0005] 血管用支架被插入到例如具有心肌梗塞、脑梗塞等症状的生物体的血管中。血管用支架具有规定的内径,通过扩张收缩的血管从而能够使心肌梗塞、脑梗塞等症状缓解。
[0006] 或者,皮肤、体内组织因受伤、手术而被切割时,使用将该切割部分缝合的缝合构件。不仅使用所谓的缝合线,近年来有时将订书机等构件用于缝合。当然,也有时使用缝合线。
[0007] 或者,为了进行骨折等的治疗,有时也将使骨折的骨之间结合的结合构件(固定螺栓等)用于生物体。
[0008] 这些生物体用的构件多优选随时间而消失。这是因为,血管用支架、缝合构件、结合构件等会因为生物体组织发生生物学恢复而变得对于生物体而言不再需要。因此,这些生物体用的构件优选于生物体在生物学上恢复的期间后消失。
[0009] 或者,对于人工血管等而言,也有时被用于直至与源自于生物体的血管替换为止的暂时的期间即可。这样的情况下,也存在在该暂时的期间具有使用耐久性,之后消失等也无妨的情况。
[0010] 可见,在治疗、预防所需要的一定期间内具有使用耐久性、而经过一定期间后消失、分解等的构件正被生物体的治疗、预防所需求。
[0011] 作为这样的能够用于生物体的构件(被用于治疗、预防的构件)的形成,提出了使用金属作为其原材料的技术(例如参照专利文献1、专利文献2、专利文献3)。
[0012] 现有技术文献
[0013] 专利文献
[0014] 专利文献1:日本特开2004-160236号公报
[0015] 专利文献2:特表2009-535504号公报
[0016] 专利文献3:日本特开2006-167078号公报

发明内容

[0017] 发明要解决的课题
[0018] 专利文献1、2、3分别提出了使用镁作为其原材料的一种来形成内部人工器官、医疗用植入物的技术。专利文献1~3分别提出将镁作为原材料的一种来形成生物体用构件的原因在于,镁是生物体中含有的成分之一,与生物体的亲和性好。因此,专利文献1~3分别提出将镁作为原材料之一的内部人工器官、医疗用植入物等生物体用构件。
[0019] 专利文献1公开了一种具有支承结构的内部人工器官,该内部人工器官含有具有[0020] 镁:>90%
[0021] 钇:3.7%~5.5%
[0022] 稀土类:1.5%~4.4%
[0023] 余部:<1%
[0024] 的镁合金的金属材料。
[0025] 专利文献1目的在于,通过将镁作为主要成分,提供一种生物体亲和性高的内部人工器官。此外目的还在于,镁具有分解性高的特征,通过将镁作为主要成分,提供一种在装载后分解消失的内部人工器官。
[0026] 然而,以镁为主要成分(镁合金)的内部人工器官与生物体组织内的分进行反应,在产生氢化镁和氢的同时发生分解。专利文献1中公开的内部人工器官呈镁合金在其表面露出的状态,产生该氢氧化镁和氢的同时的分解快速进展。因此,专利文献1中公开的内部人工器官存在无法维持期待作为内部人工器官维持的耐久期间的问题。
[0027] 例如,若内部人工器官为血管用支架,则需要半年左右的耐久期间,但专利文献1中公开的内部人工器官难以难受该耐久期间。这是因为生物降解性寿命短的缘故。
[0028] 另外,生物体中使用的内部人工器官根据所使用的目的,需要机械强度、加工性充分。然而,专利文献1中公开的内部人工器官由于仅由以镁为主要成分的合金形成,因此该机械强度存在极限。若使该极限提高,则也存在无法使耐久期间充分延长的问题。
[0029] 生物降解性寿命不充分时,也会导致生物体用构件的强度不足。在将生物体用构件植入人体、动物使用时,会导致无法在必要的期间中保持被使用的场合所要求的强度的问题。例如,在将镁的生物体用构件用于血管用支架的情况下,有时在治疗结束前因无法耐受血管的收缩症状而崩溃。在其他应用中,也存在由于生物降解性寿命不充分,无法持续必要的治疗期间,而产生生物体用构件崩溃、破损或被破坏的问题。即,专利文献1不具有与应用场所、用途相对应的充分的强度。
[0030] 另一方面,为了应对该强度不足而使被应用于血管用支架等的生物体用构件的厚度增厚时,产生难以设置于应用场所的问题。例如,若为血管用支架,则通过导管送入动脉等,但在厚度厚时,该作业变得困难。或者,在设置后血管内部的内径变得过小,也有时会阻碍血流。
[0031] 因此,强度不足时不适合作为生物体用构件。
[0032] 此外,如上所述,内部人工器官在产生氢氧化镁和氢的同时发生分解时,存在使生物体内部的pH值上升,使生物体成为环境的问题。或者,也可能由于派生的氢导致在生物体组织内部产生气泡等问题。
[0033] 专利文献2公开了一种生物降解性镁合金,该生物降解性镁合金包含至少90重量%的镁、
[0034] 1.5重量%~5重量%的钕、
[0035] 0.1重量%~4重量%的钇、
[0036] 0.1重量%~1重量%的锆、和
[0037] 0.1重量%~2重量%的,不包含锌。
[0038] 专利文献2也与专利文献1同样地公开了一种生物降解性镁合金,该生物降解性镁合金是以镁为主要成分的镁合金,在用于生物体的情况下在生物体内发生分解。
[0039] 专利文献2也与专利文献1同样地,仅由以镁为主要成分的镁合金形成生物体用构件。因此,若被用于生物体,则存在与生物体内水分的反应在短期间内进展,过早地分解、消失的问题。与该问题同样地,具有机械强度也不足的问题。
[0040] 因此,专利文献2具有与专利文献1同样的问题。
[0041] 专利文献3公开了一种具有植入物本体的医疗用植入物,该医疗用植入物包含含有5.7~22.2质量%的锂和1质量%以下的锆的镁金属材料。
[0042] 专利文献3的目的也在于提供使用了以镁为主要成分的镁合金的医疗用植入物(生物体用构件)。其利用了镁的生物体亲和性和生物降解性的高度。在该点上,专利文献3的技术与专利文献1、2是同样的。
[0043] 专利文献3的医疗用植入物也仅由镁合金形成。因此,生物降解性被优先考虑,存在与生物体内水分的反应在短期间内进展,过早地分解、消失的问题。与该问题同样地,具有机械强度也不足的问题。
[0044] 因此,专利文献3具有与专利文献1同样的问题。
[0045] 如上所述,专利文献1~3中公开的现有技术公开了以镁的生物降解性和生物体亲和性为目的的生物体用构件。然而,在结构上仅优先考虑生物降解性和生物体亲和性的结果是,存在作为耐久期间的生物降解性寿命的确保不充分的问题。
[0046] 由于该生物降解性寿命不充分,因此也存在下述问题:在作为生物体用构件的用途、应用场合中,无法充分实现必要的耐久性、强度。
[0047] 此外,由于生物降解在短期间内进展,因此也存在下述问题:引起生物体的碱环境变化、在生物体内产生气泡等其他问题,变得难以作为生物体用构件使用。
[0048] 上述的结果是,专利文献1~3中公开的作为现有技术的使用了镁、镁合金的生物体用构件存在难以在必要的用途、应用场合中使用的问题。
[0049] 本发明鉴于上述课题,目的在于提供一种能够用于生物体的合金制构件及其制造方法,该合金制构件在灵活运用镁的生物体亲和性和生物降解性的特征的同时,能够实现必要的生物降解性寿命。
[0050] 解决课题的方法
[0051] 鉴于上述课题,本发明的能够用于生物体的合金制构件具备包含镁合金的基体、[0052] 包含源自于所述基体的成分的氧化物、或者氧化物和氢氧化物的复合体的第1保护层、和
[0053] 包含源自于所述基体的成分的氢氧化物的第2保护层。
[0054] 发明效果
[0055] 本发明的能够用于生物体的合金制构件是指,与生物体(包括生物体组织、生物体细胞)的亲和性或适合性高、例如能够用于人工血管、血管用支架、缝合构件、结合构件等各种用途的合金制构件。
[0056] 另外,本发明的合金制构件虽然具有生物降解性,但是在以镁为主要成分的基体表面形成有保护层,能够延长生物降解性寿命。特别是能够在生物体内部使与生物体组织水分的反应缓慢进展,与现有技术不同,能够使生物降解缓慢地进展。结果是,在用于各种用途时能够实现覆盖必要的期间的生物降解性寿命。
[0057] 另外,根据保护层的成分,在保护层被除去的过程中,以镁为主要成分的基体产生氧化物、氢氧化物。其结果是,即使保护层被除去,合金制构件也使生物降解缓慢地进展。结果是,能够延长生物降解性寿命。
[0058] 另外,通过基于保护层的防御,以镁为主要成分的基体能够进行充分实现在生物体内使用时所必要的机械强度的设计、加工。结果是,合金制构件能够用于生物体的治疗、预防中的各种用途、各种应用场合。附图说明
[0059] 图1是本发明的实施方式1中的生物体用合金制构件的示意图。
[0060] 图2是将生物体用合金制构件用于血管用支架时的立体图。
[0061] 图3是本发明的实施方式1中的被插入到血管的血管用支架的示意图。
[0062] 图4是本发明的实施方式1中的保护层脱落后的血管用支架的示意图。
[0063] 图5是将现有技术与本发明的生物体用合金制构件进行进行比较的说明图。
[0064] 图6是示出现有技术与本发明的生物体用合金制构件的使用耐久性和能够使用性的关系的曲线图。
[0065] 图7是本发明的实施方式3中的生物体用合金制构件的制造工序的一部分,是示出合金的制造的示意图。
[0066] 图8是本发明的实施方式3中的生物体用合金制构件的制造工序的一部分,是示出合金制构件的制造的示意图。
[0067] 图9是本发明的实施方式3中的生物体用合金制构件的制造工序的一部分,是示出向生物体用构件的加工的示意图。
[0068] 图10是本发明的实施方式3中的生物体用合金制构件的制造工序的一部分,是说明保护膜的形成的示意图。
[0069] 图11是本发明的实施例1的生物体用合金制构件的示意图。
[0070] 图12是示出实施例1中的拉伸试验的结果的曲线图和表。
[0071] 图13是示出实施例1中的浸渍试验的结果的表。
[0072] 图14是本发明的实施例2的生物体用合金制构件的示意图。
[0073] 图15是实施例2中的浸渍试验的结果的表。
[0074] 图16是实施例3中的浸渍试验的结果的表。

具体实施方式

[0075] 本发明的第1发明涉及的能够用于生物体的合金制构件具备:
[0076] 包含镁合金的基体、
[0077] 包含源自于所述基体的成分的氧化物、或者氧化物和氢氧化物的复合体的第1保护层、和
[0078] 包含源自于所述基体的成分的氢氧化物的第2保护层。
[0079] 通过该构成,能够用于生物体的合金制构件能够兼顾镁合金的与生物体的亲和性的高度、和基于第1保护层和第2保护层的生物降解性寿命的延长。这些的结果是,在被用于生物体时,能够实现与必要的治疗期间对应的使用耐久性。
[0080] 通过该构成,能够用于生物体的合金制构件能够应用于生物体的治疗、疾病预防所需要的各种用途。特别是在被应用于生物体内部的情况下,也能够最适地使用。
[0081] 对于本发明的第2发明涉及的能够用于生物体的合金制构件而言,在第1发明的基础上,上述基体包含在镁中添加有共混物的镁合金。
[0082] 通过该构成,基体能够兼顾镁的生物体亲和性、和与保护层的结合性的高度。此外,基体在第1保护层、第2保护层的脱落后,也能够有效地进行与水分的反应,形成保护层。
[0083] 对于本发明的第3发明涉及的能够用于生物体的合金制构件而言,在第2发明的基础上,上述共混物包含规定的稀土类元素的至少一种和规定的非稀土类元素的至少一种。
[0084] 通过该构成,基体生成金属间化合物,从而能够提高与第1保护层等的结合。此外,在第1保护层等脱落后,也能够通过与生物体的水分的反应,形成氧化物、氢氧化物的层,延缓腐蚀
[0085] 对于本发明的第4发明涉及的能够用于生物体的合金制构件而言,在第3发明的基础上,上述规定的稀土类元素各自发生氧化而成为氧化物时的活化能为1000kJ/mol以上。
[0086] 对于本发明的第5发明涉及的能够用于生物体的合金制构件而言,在第3或第4发明的基础上,上述规定的非稀土类元素各自发生氧化而成为氧化物时的活化能为1000kJ/mol以上。
[0087] 通过这些构成,基体能够通过与生物体的水分的反应,有效地生成氧化物、氢氧化物。该氧化物、氢氧化物能够成为基体的保护层,从而延缓基体的腐蚀。
[0088] 对于本发明的第6发明涉及的能够用于生物体的合金制构件而言,在第3至第5中任意发明的基础上,上述规定的稀土类元素包含Sc、Y、Dy、Sm、Ce、Gd、La中的任意一种。
[0089] 通过该构成,基体中含有的稀土类元素能够通过与生物体的水分的反应生成氧化物、氢氧化物的层。生成中的效率也好。
[0090] 对于本发明的第7发明涉及的能够用于生物体的合金制构件而言,在第3至第6中任意发明的基础上,上述规定的非稀土类元素包含Ti、Ta、Nb、Al、Mn、Fe、Cr、B、P、V、Zr中的至少一种。
[0091] 通过该构成,基体中含有的非稀土类元素能够通过与生物体的水分的反应生成氧化物、氢氧化物的层。生成中的效率也好。
[0092] 对于本发明的第8发明涉及的能够用于生物体的合金制构件而言,在第1至第7中任意发明的基础上,上述第1保护层被形成于上述基体的表面,
[0093] 上述第2保护层被形成于上述第1保护层的表面。
[0094] 通过该构成,第1保护层与第2保护层能够相互结合地降低水分向基体的到达。
[0095] 对于本发明的第9发明涉及的能够用于生物体的合金制构件而言,在第1至第8中任意发明的基础上,上述第1保护层的上述氧化物具有镁的氧化物、稀土类的氧化物、和非稀土类的氧化物的至少任意一种。
[0096] 通过该构成,第1保护层能够提高与基体的结合力。能够成为更稳定的层,从而降低水分向基体的到达。
[0097] 对于本发明的第10发明涉及的能够用于生物体的合金制构件而言,在第1至第9中任意发明的基础上,上述第1保护层的上述氧化物与氢氧化物的复合体具有镁的氧化物和镁的氢氧化物。
[0098] 通过该构成,第1保护层在提高与基体的结合度的同时成为稳定的层。
[0099] 对于本发明的第11发明涉及的能够用于生物体的合金制构件而言,在第1至第10中任意发明的基础上,上述第2保护层的上述氢氧化物具有镁、稀土类、和非稀土类的至少任意一种的氢氧化物。
[0100] 通过该构成,第2保护层成为极其致密且稳定的层。其结果是,能够降低水分向基体的到达。
[0101] 对于本发明的第12发明涉及的能够用于生物体的合金制构件而言,在第1至第11中任意发明的基础上,上述基体能够利用生物体组织内的水分形成氢氧化物和氧化物的至少一者。
[0102] 通过该构成,即使在第1保护层、第2保护层的脱落后,基体也能够形成氧化物、氢氧化物的层,从而延长生物降解性寿命。
[0103] 对于本发明的第13发明涉及的能够用于生物体的合金制构件而言,在第1至第12中任意发明的基础上,上述基体含有0.5~5.0重量%的Nd、0.1~5.0重量%的Y、0.1~1.0%的Mn、0.1~4.0重量%的Zn、和0.1~1.0重量%的Zr。
[0104] 对于本发明的第14发明涉及的能够用于生物体的合金制构件而言,在第1至第13中任意发明的基础上,上述基体含有0.5~5.0重量%的Nd、0.1~5.0重量%的Gd、和0.1~1.0重量%的Zr。
[0105] 通过这些构成,能够最适地发挥出基体的功能。
[0106] 对于本发明的第15发明涉及的能够用于生物体的合金制构件而言,在第1至第14发明的基础上,合金制构件被用于要求生物降解性的生物体植入器件等。
[0107] 对于本发明的第16发明涉及的能够用于生物体的合金制构件而言,在第1至第15发明的基础上,合金制构件被用于人工血管、支架、生物体的缝合材料、血管用栓塞线圈、夹子、密封材料、生物体的结合材料和骨的结合材料、网片、骨的矫正材料、实心或多孔体的骨的支承材料、在生物体内使细胞被保持地进行增殖的支撑架中的至少一种。
[0108] 对于本发明的第17发明涉及的能够用于生物体的合金制构件而言,在第1至第16发明的基础上,上述合金制构件被用于再生医疗。
[0109] 通过这些构成,能够用于生物体的合金制构件能够应用于生物体的治疗、疾病预防所需要的各种用途。特别是在被应用于生物体内部的情况下,也能够最适地使用。
[0110] 以下在参照附图的同时对本发明的实施方式进行说明。
[0111] (实施方式1)
[0112] (整体概要)
[0113] 首先,对实施方式1中的能够用于生物体的合金制构件(以下称为“生物体用合金制构件”)的整体概要进行说明的。图1是本发明的实施方式1中的生物体用合金制构件的示意图。图1示意地示出生物体用合金制构件1的剖面。
[0114] 如后所述,生物体用合金制构件1能够在人体、动物(生物)的体内、身体的表面等各种用途中使用。此时,生物体用合金制构件1具有与这些用途相应的形状。在此,虽然取决于形状、用途,但生物体用合金制构件1具有图1所示的剖面。具有这样的剖面的生物体用合金制构件1具有与用途、应用场合相应的形状。
[0115] 此外,本发明中,生物体用合金制构件1包括:为被加工成在生物体的各种场合、各种用途中使用的状态后的构件的情况,和为被加工成在生物体中使用的状态之前的构件的情况。例如,在生物体用合金制构件1为血管用支架的情况下,呈被加工为作为该血管用支架的形状、大小后的状态。或者,生物体用合金制构件1在被加工后用于血管用支架等的情况下,呈加工前的状态。
[0116] 可见,本发明的生物体用合金制构件1若呈具有图1的剖面特性的状态,则包括被加工成在生物体中使用用途之前的状态、和加工后的状态。
[0117] 另外,合金制构件1被用于要求生物降解性的生物体植入器件,例如也被用于人工血管、支架、生物体的缝合材料、血管用栓塞线圈、夹子、密封材料、生物体的结合材料和骨的结合材料、网片、骨的矫正材料、实心或多孔体的骨的支承材料、在生物体内使细胞被保持地进行增殖的支撑架等。此外,例如,它们被用于再生医疗等。
[0118] 生物体用合金制构件1具备使用了镁合金的基体2、第1保护层3和第2保护层4。第1保护层3为基体2的上层。第2保护层4为第1保护层3的上层。
[0119] 第1保护层3为源自于基体2的成分的氧化物或者氧化物和氢氧化物的复合体。基体2使用了镁合金,因此第1保护层3由源自于镁、形成镁合金的成分的氧化物形成。或者,第1保护层3由源自于镁、形成镁合金的成分的氧化物和氢氧化物的复合体形成。例如,由氧化镁形成第1保护层3。或者,由氧化镁和氢氧化镁的复合体形成第1保护层3。另外,由源自于基体2的形成镁合金的成分的氢氧化锰等形成第1保护层3。
[0120] 第2保护层4由源自于基体2的成分的氢氧化物形成。基体2使用了镁合金,因此第2保护层4由源自于镁、形成镁合金的成分的氢氧化物形成。例如,第2保护层4由氢氧化镁、氢氧化锌等形成。
[0121] 如图1所示,生物体用合金制构件1以基体2、第1保护层3、第2保护层4的顺序形成。即,生物体用合金制构件1以向外部露出的状态将第2保护层4向最外周露出。基体2呈不向外部露出的状态,基体2具有由第2保护层4、第1保护层3保护的结构。
[0122] 生物体用合金制构件1在被用于生物体时,将该基体2作为基础部分,其外周被第1保护层3和第2保护层4保护。第2保护层4位于最外周,最先应对来自外部的影响。第1保护层3位于第2保护层4与基体2之间,在第2保护层4之后保护基体2。
[0123] 可见,实施方式1中的生物体用合金制构件1在基体2上设有第1保护层3和第2保护层4。其结果是,能够确保必要的生物降解性寿命。即,即使在被用于生物体的各种场合、用途的情况下,生物体用合金制构件1也具有充分的耐久性。
[0124] 生物体用合金制构件1例如被用于人工血管、支架、生物体的缝合构件、血管用栓塞线圈、生物体的结合构件和骨的结合构件的至少一种。当然,也可以被用于此处所列举的以外的用途。
[0125] 图2是将生物体用合金制构件用于血管用支架时的立体图。生物体用合金制构件1被加工为血管用支架11所需要的形状和大小。血管用支架11具有内部空间贯通的圆柱形状。通过该形状,血管用支架11例如被插入到发生狭窄性的动脉硬化的动脉。通过插入,使成为狭窄状态的部分的动脉扩张,使血流通畅。
[0126] 被作为血管用支架11使用的生物体用合金制构件1通过被插入到动脉中进行使用。在该动脉中,以血液为起始接触到生物体的体液。即,生物体用合金制构件1与生物体的水分接触。第2保护层4是处于最外周的源自于基体2的氢氧化物。基于该氢氧化物的第2保护层4具有极其致密且稳定的结构。
[0127] 因此,即使在被作为血管用支架11使用的情况下,第2保护层4在与血管中的水分的接触中也能够尽可能不使水分到达基体2。
[0128] 此外,在第2保护层4的内侧设有第1保护层3。第1保护层3是源自于基体2的氧化物或者氧化物与氢氧化物的复合体。该第1保护层3是稳定的层。因此,第1保护层3使水分不易达到基体2。
[0129] 图3是本发明的实施方式1中的被插入血管的血管用支架的示意图。血管用支架11由于被插入到血管中,因此与血液5接触。另外,血管用支架11为上述的生物体用合金制构件1的一个方式,因此具备基体2、第1保护层3、第2保护层4。
[0130] 在此,作为最外周的第2保护层4与血液5接触。如上所述,第2保护层4为极其致密且稳定的层。这是因为由源自于基体2的氢氧化物形成第2保护层4。由于为极其致密且稳定的层,因此第2保护层4能够尽可能防止血液5中的水分51达到基体2。
[0131] 另外,第2保护层4的内侧的第1保护层3也为稳定的层。该第1保护层3也能够尽可能防止水分51达到基体2。这些第1保护层3和第2保护层4的双重结构能够相互结合地尽可能防止水分51到达基体2。
[0132] 图3的箭头A示出防止了水分51到达基体2的状态。
[0133] 可见,实施方式1中的生物体用合金制构件1即使在被作为血管用支架11使用的情况下,在与血液5的接触中也能够尽可能防止水分51达到基体2。其结果是,能够尽可能延缓由镁合金形成的基体2的与水分反应所致的劣化。
[0134] 另一方面,经过一定的时间后,第2保护层4、第1保护层3各自通过与水分51的反应而脱落。通过脱落,基体2露出,从而基体2与血液5直接接触。图4是本发明的实施方式1中的保护层脱落后的血管用支架的示意图。图4示出第1保护层3和第2保护层4因与水分51的反应而脱落后的状态。
[0135] 成为图4的状态的血管用支架11(为生物体用合金制构件1的使用方式之一)脱落了作为明确的层的第1保护层3和第2保护层4。
[0136] 在基体2与水分51接触的情况下,基体2因与水分51的反应而发生腐蚀。然而,在该腐蚀的过程,对于基体2而言,析出到合金内部的金属间化合物21出现在表面。进一步地,基体2中含有的添加元素通过与水分反应而生成氧化物或氢氧化物。它们在基体2的表面形成氧化物层或者氢氧化物层或者其保护层。该保护层为致密的层,能够延缓基体2的因水分51所致的腐蚀。
[0137] 可见,即使在第1保护层3和第2保护层4因与水分51的反应而脱落的情况下,基体2也能够通过形成氢氧化物层等,来延缓因与水分51的反应所致的腐蚀。在此说明的保护层通过基体2与水分51进行反应而生成。在此,基体2包含生成镁合金的镁、镁以外的成分。因此,与水分进行反应而生成的保护层为源自于镁的氧化物、氢氧化物,或者为源自于镁合金所包含的镁以外的成分的氧化物、氢氧化物。
[0138] 通过这些氧化物、氢氧化物的混合,生成保护层。
[0139] 特别是在现有技术中,仅形成源自于镁的保护层,并不形成源自于各种成分的保护层。因此,存在耐久性不充分的问题,但对于实施方式1中的生物体用合金制构件1而言,形成基体的各种成分都能够通过与水分进行反应而形成保护层。能够与第1保护层3、第2保护层4相互结合,实现高的使用耐久性。
[0140] 如上所述,生物体用合金制构件1即使在被用于血管用支架11而与血液5接触的情况下,也能够尽可能延缓腐蚀。即,能够延长生物降解性寿命,使使用期间的耐久性提高。生物体用合金制构件1在被用于血管用支架11的情况下,能够治疗动脉硬化的期间的耐久性是必要的。实施方式1的生物体用合金制构件1能够实现该必要的期间中的使用耐久性。
[0141] 此时,生物体用合金制构件1中,作为源自于基体2的氢氧化物的第2保护层4能够防止水分51向基体2的侵入。第2保护层4为极其稳定且致密的层。通过该特征,能够防止水分51向基体2的浸入。此外,由于为氢氧化物,因此也能够延缓与水分51的反应所致的腐蚀。它们相互结合,从而第2保护层4能够发挥出针对于生物降解性的耐久性,能够延缓腐蚀所致的脱落。
[0142] 另外,第1保护层3为源自于基体2的氧化物或者氧化物与氢氧化物的复合体。通过由与第2保护层4不同的组成形成,由此产生与第2保护层4不同的与水分51的反应。即,能够通过与第2保护层4不同的机制与水分51进行反应,从而延缓腐蚀所致的脱落。另外,第1保护层3为稳定的层,能够尽可能防止水分51到达基体2。
[0143] 可见,通过发挥各自特性不同的第1保护层3与第2保护层4的组合带来的保护作用,能够防止、降低水分51到达基体2。通过防止该水分51达到基体2,由此能够延缓基体2的腐蚀和分解。
[0144] 其次,即使在第1保护层3与第2保护层4因腐蚀而脱落的情况下,基体2也通过其所含有的成分与水分51反应,形成致密的氧化物层。该致密的氧化物层能够发挥出与第1保护层3同样的功能。即,能够在降低水分51向基体2的浸入的同时,延缓基体2的与水分51反应所致的生物降解。即,第2保护层4、第1保护层3、基体2各自通过发挥不同的机制,能够延长生物体用合金制构件1的生物降解性寿命。
[0145] 通过发挥以上的机制,被用于血管用支架11等的生物体用合金制构件1能够在被用于生物体的情况下延长生物降解性寿命。即,在以血管用支架11为代表的各种用途中,能够实现必要的期间的使用耐久性。
[0146] 在血管用支架11以外,实施方式1中的生物体用合金制构件1也能够用于人工血管、生物体的缝合构件、血管用栓塞线圈、生物体的结合构件和骨的结合构件等各种用途。使用被加工成相应于各自的用途、应用场合的形状、大小的生物体用合金制构件1即可。
[0147] 接着,对各部分的详细情况进行说明。
[0148] (基体)
[0149] 基体2由镁合金形成。例如,由在镁中添加有共混物的镁合金形成。因此,基体2具有以镁为成分的核心的同时适当包含各种共混物的组成。
[0150] 共混物包含规定的稀土类元素的至少一种。或者,共混物包含规定的非稀土类元素的至少一种。或者,共混物包含稀土类元素的至少一种和非稀土类元素的至少一种。
[0151] 在此,对于规定的稀土类元素而言,作为稀土类元素与氧结合而成为氧化物时的能量的活化能为1000kJ/Mol以上。在各种稀土类中,该成为氧化物时的活化能为1000kJ/Mol以上的稀土类的至少一种被选择作为共混物。
[0152] 对应于该条件的规定的稀土类元素为Sc、Y、Dy、Sm、Ce、Gd、La的任意种。即,形成基体2的镁合金所含有的共混物可以为Sc、Y、Dy、Sm、Ce、Gd、La的至少一种。
[0153] 另外,对于规定的非稀土类元素而言,作为非稀土类元素与氧结合而成为氧化物时的能量的活化能为1000kJ/Mol以上。在各种非稀土类的元素中,该活化能为1000kJ/Mol以上的非稀土类的至少一种被选择作为共混物。
[0154] 对应于该条件的非稀土类元素为Ti、Ta、Nb、Al、Mn、Fe、Cr、B、P、V、Zr的任意种。即,形成基体2的镁合金所含有的共混物可以为Ti、Ta、Nb、Al、Mn、Fe、Cr、B、P、V、Zr的至少一种。
[0155] 像它们那样地,镁合金所含有的共混物为Sc、Y、Dy、Sm、Ce、Gd、La、Ti、Ta、Nb、Al、Mn、Fe、Cr、B、P、V、Zr的至少一种。
[0156] 通过包含活化能为1000kJ/Mol以上的这些共混物,基体2在与水分反应时,能够确实地形成氧化物或者氢氧化物,从而能够延长与水分的反应所致的生物降解性寿命。特别是通过使形成基体2的镁合金包含活化能为1000kJ/Mol以上的共混物,由此能够延长生物降解性寿命。
[0157] 特别是通过使活化能为1000kJ/Mol以上,由此可产生强的氧化作用。通过该氧化作用,基体2易于形成可提高使用耐久性的氧化物。如上所述,该氧化物成为保护层,使生物体用合金制构件1的使用耐久性提高。
[0158] 如上所述,基体2由以镁为成分的镁合金形成。此时,镁合金包含为Sc、Y、Dy、Sm、Ce、Gd、La、Ti、Ta、Nb、Al、Mn、Fe、Cr、B、P、V、Zr的至少一种的共混物。它们是选自稀土类和非稀土类的成分。通过为包含这些成分作为共混物的镁合金,由此基体2即使在第1保护层3和第2保护层4脱落后,也能够通过与水分的反应形成氧化物。
[0159] 通过在基体2的表面生成该氧化物,由此能够延缓基体2的与水分的反应所致的腐蚀。这是因为可持续形成基于氧化物的基体2的表面的层。该层可以发挥出作为基体2的保护层的作用。
[0160] 另外,基体2也可以通过共混物(也包括镁)在与生物体内的水分的反应中形成氢氧化物。即,基体2能够通过与水分的反应形成氧化物和氢氧化物的至少一者。有效利用该形成的氧化物、氢氧化物作为保护层,基体2能够延长生物降解性寿命。
[0161] 特别是通过包含活化能为1000kJ/Mol以上的共混物,基体2的基于与水分的反应的氧化物的生成变得高效。通过使氧化物的生成效率变得良好,由此能够延缓基体2的与水分的反应所致的腐蚀。
[0162] 它们的结果是,即使在第1保护层3、第2保护层4脱落后,也能够延长基体2的生物降解性寿命。在将生物体用合金制构件1用于人工血管、血管用支架、生物体的缝合构件、血管用栓塞线圈、生物体的结合构件、骨的结合构件等的情况下,该生物降解性寿命能够实现必要的期间的使用耐久性。
[0163] (第1保护层)
[0164] 第1保护层3形成于基体2的外侧。特别地,第1保护层3被形成于基体2的表面即可。第1保护层3由源自于基体2的氧化物或者氧化物与氢氧化物的复合体形成。通过为这样的组成,第1保护层3成为稳定的层,能够降低水分向基体2的到达。
[0165] 另外,基体2由包含为Sc、Y、Dy、Sm、Ce、Gd、La、Ti、Ta、Nb、Al、Mn、Fe、Cr、B、P、V、Zr的至少一种的共混物的镁合金形成。
[0166] 另外,第1保护层3的氧化物具有镁的氧化物、稀土类的氧化物、和非稀土类的氧化物的至少任意一种。基体2由镁、规定的稀土类和规定的非稀土类的共混物形成,因此,第1保护层3包含基体2中含有的镁的氧化物、稀土类的氧化物、和非稀土类的氧化物的至少任意一种。通过该氧化物,第1保护层3成为稳定的层。
[0167] 作为上述的氧化物的例子,第1保护层3包含Sc2O3、Y2O3、Dy2O3、Sm2O3、CeO2、Gd2O3、La2O3的任意种。这些氧化物极其致密,因此第1保护层3成为极其致密且稳定的层。
[0168] 另外,第1保护层3的氧化物与氢氧化物的复合体包含镁的氧化物和镁的氢氧化物。另外,包含稀土类的氧化物和稀土类的氢氧化物。通过这样的组成,第1保护层3成为稳定的层。
[0169] 通过成为稳定的层,第1保护层3能够缓解水分向基体2的到达。
[0170] (第2保护层)
[0171] 第2保护层4被设置于最外周。即,被设置于第1保护层3的外侧(表面)。第2保护层4由源自于基体2的氢氧化物形成。氢氧化物包含镁的氢氧化物。或者,氢氧化物包含稀土类的氢氧化物。
[0172] 基于这样的组成的第2保护层4成为极其致密且稳定的层。通过为该致密且稳定的层,由此第2保护层4能够降低水分向基体2的到达。
[0173] 如上所述,第2保护层4能够在最外周防止水分所致的腐蚀。在此,第2保护层4为氢氧化物,因此,第2保护层4在生物体环境下进行分解。即,与生物体的体液等水分反应而分解。通过该分解,生物体用合金制构件1在被应用于生物体时,在生物体环境下进行分解,从而可以防止超过规定期间而残存的弊害。
[0174] 第2保护层4与第1保护层3相互结合,能够降低、防止水分向基体2的浸入,能够延长生物体用合金制构件1的使用耐久性。特别是通过为组成和特征不同的第1保护层3和第2保护层4组合而成的保护层,能够延长生物体用合金制构件1的生物降解性寿命。
[0175] 以上,实施方式1的生物体用合金制构件1通过如下2阶段的保护,能够延长生物降解性寿命,即,基于第1保护层3和第2保护层4的组合的保护、和通过基体2本身与水分的反应形成氧化物、氢氧化物的层所带来的保护的维持。其结果是,在被用于各种用途时能够在必要的使用期间内使用。
[0176] (实施方式2)
[0177] 接着,对实施方式2进行说明。
[0178] (与现有技术的结构和机制的差异)
[0179] 对与现有技术的生物体用合金制构件的结构和机制的差异进行说明。
[0180] 图5是对现有技术和本发明的生物体用合金制构件进行比较的说明图。图5的左侧示出现有技术的生物体用合金制构件100。图5的右侧示出本发明的生物体用合金制构件1。本发明的生物体用合金制构件1的结构、功能如在实施方式1已经说明过的。
[0181] 现有技术的生物体用合金制构件100仅由基体101构成。因此,如图5所示,基体101被直接曝露于水分51。由于被曝露于该水分51,基体101容易发生腐蚀。
[0182] 现有技术的生物体用合金制构件100优先确保基体2的强度。然而,基体101中的添加物的浓化相、晶粒间界处析出的金属间化合物会成为腐蚀的起点。通过该起点,腐蚀发生进展,基体101的生物降解性寿命短。
[0183] 与此相对,如图5的右侧所示,在基体2的外侧具有第1保护层3和第2保护层4。另外,基体2也由添加有规定的稀土类或者非稀土类的共混物的镁合金形成。因此,基体2中含有的元素可以与水分51反应而形成氧化物和氢氧化物的至少一者。通过该氧化物和氢氧化物的至少一者的层,基体2能够延缓水分51所致的腐蚀。
[0184] 由此可见,在与现有技术的比较中,利用第1保护层3和第2保护层4的存在、以及通过基体2的组成形成氧化物等的层的特性,本发明的生物体用合金制构件1能够延长生物降解性寿命。
[0185] (使用耐久性与能够使用性的关系)
[0186] 图6是示出现有技术与本发明的生物体用合金制构件的、使用耐久性和能够使用性的关系的曲线图。
[0187] 如实施方式1和上述中说明的,现有技术的生物体用合金制构件100的生物降解性寿命短、使用耐久性低。另一方面,本发明的生物体用合金制构件1的生物降解性寿命长、使用耐久性高。基于该差异,本发明的生物体用合金制构件1在被用于人工血管、血管用支架、生物体的缝合构件、血管用栓塞线圈、生物体的缝合构件和骨的缝合构件等时,能够应对所要求的治疗期间。
[0188] 要求这些人工血管等在被应用于生物体后,在超过规定的治疗期间时发生腐蚀而消失。若通过腐蚀所致的消失,治疗期间结束,则能够进行生物体本来的组织中的生物体维持。另一方面,若在治疗期间结束之前,生物体用合金制构件便发生腐蚀而消失,则变得难以与生物体本来组织的功能发挥进行交接。
[0189] 图6在横轴示出了生物体用合金制构件在生物体中的生物降解性寿命(留置期间)。在纵轴示出了生物体用合金制构件的强度。示出越向横轴的右侧行进,则生物体用合金制构件的生物降解性寿命越长。示出越向纵轴的上侧行进,则生物体用合金制构件的强度越高。图6示出分别利用现有技术和本发明制造具有各种强度的构件、并测定它们的生物降解性寿命时的构件强度与生物降解性寿命的相关关系。
[0190] 现有技术的生物体用合金制构件100(箭头B)在为能够应用于血管、生物体的大小、厚度下的强度时,生物降解寿命无法到达治疗期间。即,在治疗期间结束之前,生物体用合金制构件100消失。这如图6的箭头B所示。
[0191] 另一方面,为了延长现有技术的生物体用合金制构件100的生物降解性寿命,需要提高其强度。图6的箭头C是提高了该强度的现有技术的生物体用合金制构件100的与生物降解性寿命的关系曲线。
[0192] 如箭头C所示,若为提高了强度的现有技术的生物体用合金制构件100,则能够确保超过治疗期间的生物降解性寿命。然而,为了得到该强度,需要增厚生物体用合金制构件100的厚度。若厚度变厚,则例如变得难以插入或埋入到血管中、生物体组织中。例如,若为血管用支架,则由于缺乏柔软性、难以插入规定的患部,因此变得难以插入到血管中,或者即使能够进行插入,内径也变小,从而变得难以确保血流,无法达成本来的目的。
[0193] 图6中的虚线E示出了能够应用于生物体的极限。在实现超过其的强度时,则成为难以应用于生物体的尺寸、厚度。另外,图6中的虚线F示出了构件所要求的构件强度的下限值。若构件强度低于该下限值,则变得无法发挥出目标功能。
[0194] 与此相对,如图6的箭头D所示,本发明的生物体用合金制构件1为能够应用于生物体的强度,同时能够实现超过治疗期间的生物降解性寿命。能够兼顾在生物体中的使用、和确保治疗期间的在生物体中的留置状态的维持。
[0195] 若为本发明的生物体用合金制构件1,则能够在治疗期间中维持,在经过治疗期间后被腐蚀而消失。血管用支架等被用于生物体的构件需要在治疗期间结束后消失,因此本发明也适合于这些情况。此外,也不存在箭头C所示的由于提高强度而变得难以在生物体中使用的问题。
[0196] 如上所述,本发明的生物体用合金制构件1与现有技术不同,在为能够用于生物体的厚度、大小的同时,能够实现与必要的治疗期间对应的使用耐久性。
[0197] (实施方式3)
[0198] 接着,对实施方式3进行说明。
[0199] 实施方式3中对实施方式1、2中说明过的生物体用合金制构件1的制造工序进行说明。图7为本发明的实施方式3中的生物体用合金制构件的制造工序的一部分,是示出合金的制造的示意图。图8为本发明的实施方式3中的生物体用合金制构件的制造工序的一部分,是示出合金制构件的制造的示意图。图9是本发明的实施方式3中的生物体用合金制构件的制造工序的一部分,是示出向生物体用构件的加工的示意图。图10为本发明的实施方式3中的生物体用合金制构件的制造工序的一部分,是用于说明保护膜的形成的示意图。
[0200] 如图7所示,首先,制造用于形成生物体用合金制构件1的基体2的合金。合金为镁合金,将镁和规定的共混物投入熔融釜50。共混物如实施方式1中说明的,为规定的稀土类元素或者非稀土类元素。
[0201] 熔融釜50中,通过加热使所投入的原材料熔融,并通过搅拌等,制造用于形成基体2的合金。在熔融等后,发生固化而成为合金。
[0202] 接着,如图8所示,合金通过挤出加工、锻造而被加工为板材、方形材料(材)60等。即,图7中得到的合金通过塑性加工被加工为板材等合金制构件。镁合金所含有的镁的强度不高。即,若为仅经过熔融和固化的合金,则有时其强度不足。
[0203] 因此,实施挤出、锻造等塑性加工,来提高镁合金的强度。该板材、方形材料60等被经由以下工序进行加工时,可得到能够应用于生物体的生物体用构件。
[0204] 图9示出板材、方形材料60等经由加工,从而制造出具有能够应用于生物体的形状的生物体用构件70的状态。通过使板材、方形材料60圆化、或者形成内部贯通孔,则加工为圆筒状等。另外,也可以通过激光加工L等进行表面加工。通过该加工,可得到具有可应用于人工血管、血管用支架等的形状的成为生物体用构件的基体2。
[0205] 图10中,对基体2施加第1保护膜3和第2保护膜3。通过生成源自于基体的氧化物、氢氧化物,由此可以形成第1保护膜3和第2保护膜4。若进一步根据需要实施表面处理、杀菌处理,则可得到生物体用合金制构件1。此时,通过形状、结构等,可得到与人工血管、血管用支架等各种用途相应的生物体用合金制构件1。
[0206] (关于实施例)
[0207] 对实施例进行说明。
[0208] (实施例1:Mg-2Nd-1Y-0.5Mn-0.5Zn-0.4Zr)
[0209] 作为实施例1,制作了基于Mg-2Nd-1Y-0.5Mn-0.5Zn-0.4Zr的生物体用合金制构件。实施例1的生物体用合金制构件基于Mg-2Nd-1Y-0.5Mn-0.5Zn-0.4Zr的组成来形成基体。
[0210] 对该基体通过以下的制造条件和表面处理条件进行制造,形成第1保护层和第2保护层,从而制造实施例1的生物体用合金制构件。
[0211] (制造条件)
[0212] 制造上述组成的合金锭,通过挤出将锭制成柱状构件。将该柱状构件压延,制造板状的生物体用合金制构件的基体。此时的制造条件如下所述。
[0213] 锭制造条件:70mm直径,模具铸造
[0214] 挤出制造条件:挤出温度400℃,挤出比25
[0215] 压延条件:350℃
[0216] 总压力下落率条件(総圧力下落率城乾):90%
[0217] 退火(なまし)处理条件:350℃×30分
[0218] (表面处理条件)
[0219] 在通过上述制造条件制造的基体表面,利用表面处理形成第1保护层和第2保护层。该表面处理的条件如下所述。
[0220] 用研磨纸(此处为砂纸)将基体表面机械研磨至1000目(メッシュ)。
[0221] 在5%硝酸水溶液中将基体浸渍30秒。
[0222] 用纯水清洗后,进行2分钟的丙清洗。
[0223] 通过以上的制造条件和表面处理条件制造的实施例1的生物体用合金制构件如图11所示。图11为本发明的实施例1的生物体用合金制构件的示意图。如图11所示,实施例1的生物体用合金制构件具备:包含Mg-2Nd-1Y-0.5Mn-0.5Zn-0.4Zr的组成的镁合金的基体、在基体上形成的包含Mg、Mn的氧化物复合体的第1保护层、和在第1保护层上形成的包含Mg、Nd、Zn、Mn、Y的氢氧化物复合体的第2保护层。第1保护层和第2保护层的合计膜厚为200nm。
[0224] 对于实施例1的生物体用合金制构件的强度和使用耐久性通过拉伸试验和浸渍试验进行确认。
[0225] (拉伸试验)
[0226] 实施例1的试验样品尺寸:厚度1mm板。平行部20mm,评价点(評点)间距离10mm。
[0227] 拉伸速度:1mm/分钟
[0228] 试验内容:伸长率和UTS
[0229] 试验对象
[0230] (1)通过直至压延的工序制造的实施例1
[0231] (2)通过压延后直至退火处理的工序制造的实施例1
[0232] (3)挤出材料
[0233] 图12是示出实施例1中的拉伸试验的结果的曲线图和表。实施例1的生物体用合金制构件中,分别对通过直至制造条件中的挤出的工序制造的“挤出材料C”、通过直至制造条件的压延的工序制造的“压延材料A”、通过直至制造条件的退火处理的工序制造的“压延材料B(热处理)”这3个测定了拉伸强度。
[0234] 这3个试验样品各自的拉伸强度如图12所示。压延材料的伸长率为19%,压延材料(热处理)的伸长率为22%,挤出材料的伸长率为35%。另外,压延材料的UTS为303MPa,压延材料(热处理)的UTS为290MPa,挤出材料的UTS为210MPa。
[0235] (浸渍试验)
[0236] 按照下述条件进行浸渍试验。
[0237] 实施例1的试验样品的尺寸:8×14×0.8mm板状
[0238] 浸渍条件:在37℃的血清中浸渍1天
[0239] 该条件下的浸渍试验的结果如图13所示。图13是示出实施例1中的浸渍试验的结果的表。在此,分别用未实施上述的表面处理的实施例1的试验样品(未处理)、和实施了表面处理的实施例1的试验样品(表面处理材料)进行浸渍试验。
[0240] 未处理的试验样品的重量减少率为2.39%,腐蚀速度为2.95mm/y。表面处理材料的试验样品的重量减少率为0.91%,腐蚀速度为1.10mm/y。
[0241] 从该浸渍试验结果可知,通过进行表面处理而设置了第1保护层和第2保护层时,延缓了腐蚀,提高了使用耐久性。
[0242] 如上所述,从拉伸试验和浸渍试验可分别确认,本发明的范围中包含的实施例1具有高的强度和使用耐久性。
[0243] (实施例2:Mg-2.5Nd-1Gd-0.4Zr)
[0244] 作为实施例2,制作了基于Mg-2.5Nd-1Gd-0.4Zr的生物体用合金制构件。实施例2的生物体用合金制构件通过Mg-2.5Nd-1Gd-0.4Zr的组成形成基体。
[0245] 对于该基体通过以下的制造条件和表面处理条件进行制造,形成第1保护层和第2保护层,从而制造实施例2的生物体用合金制构件。
[0246] (制造条件)
[0247] 制造上述组成的合金锭,通过挤出将锭制成柱状构件。将该柱状构件压延,制造板状的生物体用合金制构件的基体。此时的制造条件如下所述。
[0248] 锭制造条件:70mm直径,模具铸造
[0249] 挤出制造条件:挤出温度400℃,挤出比25
[0250] 压延条件:350℃
[0251] 总压力下落率条件:90%
[0252] (表面处理条件)
[0253] 在通过上述制造条件制造的基体表面,利用表面处理形成第1保护层和第2保护层。该表面处理的条件如下所述。
[0254] 用研磨纸(此处为砂纸)将基体表面机械研磨至1000目。
[0255] 在5%硝酸水溶液中将基体浸渍30秒。
[0256] 用纯水清洗后,进行2分钟的丙酮清洗。
[0257] 通过以上的制造条件和表面处理条件制造的实施例2的生物体用合金制构件如图14所示。图14为本发明的实施例2的生物体用合金制构件的示意图。如图14所示,实施例1的生物体用合金制构件具备:包含Mg-2.5Nd-1Gd-0.4Zr的组成的镁合金的基体、在基体上形成的包含Mg、Mn、Gd的氧化物复合体的第1保护层、和在第1保护层上形成的包含Mg、Nd、Gd的氢氧化物复合体的第2保护层。第1保护层和第2保护层的合计膜厚为200nm。
[0258] 对于实施例2的生物体用合金制构件的使用耐久性通过浸渍试验进行确认。
[0259] (浸渍试验)
[0260] 按照下述条件进行浸渍试验。
[0261] 实施例2的试验样品的尺寸:8×14×0.8mm板状
[0262] 浸渍条件:在37℃的牛血清中浸渍1天
[0263] 该条件下的浸渍试验的结果如图15所示。图15是示出实施例2中的浸渍试验的结果的表。在此,分别用未实施上述的表面处理的实施例2的试验样品(未处理)、和实施了表面处理的实施例2的试验样品(表面处理材料)进行浸渍试验。
[0264] 未处理的试验样品的重量减少率为3.23%,腐蚀速度为2.20mm/y。表面处理材料的试验样品的重量减少率为2.64%,腐蚀速度为1.68mm/y。
[0265] 从该浸渍试验结果可知,通过进行表面处理而设置了第1保护层和第2保护层时,延缓了腐蚀,提高了使用耐久性。
[0266] 如上所述,分别从浸渍试验可以确认,本发明的范围中包含的实施例2具有高的使用耐久性。
[0267] (实施例3:Mg-2Nd-1Y-0.5Mn-0.5Zn-0.4Zr)
[0268] 作为实施例3,制作了基于Mg-2Nd-1Y-0.5Mn-0.5Zn-0.4Zr的生物体用合金制构件。实施例2的生物体用合金制构件通过Mg-2Nd-1Y-0.5Mn-0.5Zn-0.4Zr的组成形成基体。
[0269] 对于该基体通过以下的制造条件和表面处理条件进行制造,形成第1保护层和第2保护层,从而制造实施例3的生物体用合金制构件。
[0270] (制造条件)
[0271] 制造上述组成的合金锭,通过挤出将锭制成棒状构件。将该棒状构件再次挤出后,重复进行拉拔和加工热处理,从而制造线状的生物体用合金制构件的基体。此时的制造条件如下所述。
[0272] 锭制造条件:70mm直径,模具铸造
[0273] 挤出制造条件(第一次):挤出温度400℃,挤出比25
[0274] 挤出制造条件(第二次):挤出温度450℃,挤出比25
[0275] 拉拔加工条件:总断面收缩率75%,退火(烧き鈍し)温度400℃
[0276] (表面处理条件)
[0277] 在通过上述制造条件制造的基体表面,利用表面处理形成第1保护层和第2保护层。该表面处理的条件如下所述。
[0278] 将基体在0.5%硝酸水溶液中,在施加声波的同时浸渍30秒。用纯水清洗后,进行1分钟的丙酮清洗。
[0279] 通过以上的制造条件和表面处理条件制造的实施例3的生物体用合金制构件,取得了与本发明实施例1的生物体用合金制构件的示意图同样的表面结构。
[0280] 对于实施例3的生物体用合金制构件的使用耐久性通过浸渍试验进行确认。
[0281] (浸渍试验)
[0282] 按照下述条件进行浸渍试验。
[0283] 实施例3的试验样品的尺寸:直径1×20mm线状
[0284] 浸渍条件:在37℃的培养基(DMEM+10%牛血清)、5%的CO2中浸渍2个月
[0285] 该条件下的浸渍试验的结果如图16所示。在此,在拉拔加工后,分别用未实施上述的表面处理的实施例3的试验样品(未处理材料)、和实施了表面处理的实施例3的试验样品(表面处理材料)进行浸渍试验。
[0286] 未处理的试验样品的重量减少率在第9周为40.9%,腐蚀速度为0.6mm/y。表面处理材料的试验样品的重量减少率在第9周为7.7%,腐蚀速度为0.1mm/y。
[0287] 从该浸渍试验结果可知,通过进行表面处理而设置了第1保护层和第2保护层时,长期延缓了腐蚀,提高了使用耐久性。
[0288] 如上所述,分别从浸渍试验可以确认,本发明的范围中包含的实施例3具有高的使用耐久性。
[0289] 如上所述,从实施例1~3的实验结果可知,以本发明的范围的组成制造、具有第1保护层和第2保护层的生物体用合金制构件具有高的强度和使用耐久性。
[0290] 此外,从实施例1~3的实验结果可知,作为基体的组成下述是适当的。
[0291] 基体为含有0.5~5.0重量%的Nd、0.1~5.0重量%的Y、0.1~1.0%的Mn、0.1~4.0重量%的Zn、0.1~1.0重量%的Zr的组成。
[0292] 或者,基体含有0.5~5.0重量%的Nd、0.1~5.0重量%的Gd、0.1~1.0重量%的Zr。
[0293] 此外,实施方式1~3中说明的生物体用合金制构件为用于说明本发明的主旨的一例,包括在不脱离本发明的主旨的范围内的变形、改造。
[0294] 符号说明
[0295] 1生物体用合金制构件,2基体,3第1保护层,4第2保护层,11血管用支架。
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