[發明專利]一種口腔修復用鑄造鈦合金

有效

• 申請號: 201010173044.6
• 申請日: 2010-05-17
• 公開（公告）號: CN101831575A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 鄭玉峰;王慶宇;李莉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22F1/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種口腔醫用材料，具體地說是一種牙科修復用合金。

背景技術

口腔修復用金屬主要包括兩大類：貴金屬合金和非貴金屬合金。貴金屬包括金、銀和鉑等，由于價格昂貴，已經逐漸被性能相當但價格便宜的非貴金屬取代。目前非貴金屬有鈷鉻合金、鎳鉻合金、不銹鋼和鈦合金等。鈷鉻合金和鎳鉻合金通常都含有對人體有害的金屬元素，如鈷和鎳，也日漸引起關注。常用的口腔修復用不銹鋼牌號為18/8型奧氏體不銹鋼，由于其抗拉強度偏低，使修復體的卡環易松動變形，導致功能失效，目前也很少應用。鈦合金是齒科金屬材料中最有發展和應用前景的新材料，但由于鈦工業起步較晚，能為臨床使用的齒科鈦合金品種更是少之又少。目前應用于臨床的主要是Ti6Al4V合金和商業純鈦。Ti6Al4V合金最先應用于航空工業，由于其具有良好的機械性能和抗腐蝕性能而被引入生物材料領域，其在齒科修復和骨科植入等領域應用十分廣泛。然而近些年的研究表明，該合金中的Al和V元素具有毒副作用，生物相容性不理想。商業純鈦只具有微量的雜質元素如：C、O、N，不含毒性元素，因而不存在生物相容性問題，但其機械強度和耐磨性尚不能完全滿足臨床要求。臨床表現為，純鈦制作的卡環容易松動，純鈦金屬牙冠對磨性能較差。因此研發抗腐蝕性能優異、生物相容性良好、綜合力學性能優良的齒科醫用鈦合金具有十分重要的意義。

《鈦在口腔義齒修復中的應用》(林江紅，實用醫學雜志2008年第24卷第13期，2360-2361)中，介紹了鈦的基本理化性質，對鈦的性能及口腔鈦修復體的加工特點做了詳細闡述，包括鑄鈦專用包埋料的選擇、精密鑄造技術、修復體的焊接技術以及鈦瓷修復工藝。《純鈦及鈦合金的表面修飾》(尹路，郭天文，口腔頜面修復學雜志2008年10月第9卷第4期，295-298)中，介紹了純鈦及鈦合金表面改性與修飾一些常見處理方法，并對其特點進行了分析，為臨床更好地應用純鈦及鈦合金提供了理論參考。《中國口腔鈦鑄造技術的研究現狀》(駱小平，郭天文，張建中，張霄炎，中華口腔醫學雜志，2005年1月第40卷第1期，21-22)中，從以下幾個方面綜述了我國口腔鈦鑄造的研究和應用現狀：牙科鈦鑄造機的可鑄性能；鑄鈦包埋料；鈦鑄造工藝；鈦鑄件的表面處理；鈦的激光焊接；鈦表面烤瓷和鈦樹脂飾面。《口腔鈦修復技術的研究進展》(劉亞林，張連云，天津醫藥，2002年4月第30卷第4期，254-255)中，評述了近年來口腔鑄鈦研究的前沿技術。主要涉及鑄態表面烤瓷、鈦合金的超塑性成型和鑄態修復體的焊接技術等方面。另外申請號為02144726.8、200410020500.8、200810151355.5、200710133895.6等中國專利文件中；申請號為5091148、4830823等美國專利文件；JP2000026928(A)等日本專利文件中也有關于齒科修復合金的報道。但是這些報道中均未涉及到由鈦(Ti)和銦(In)組成的合金。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有生物相容性良好、抗腐蝕性能優異、綜合力學性能優良的口腔修復用鑄造鈦合金。

本發明的目的是這樣實現的：

它是由鈦(Ti)和銦(In)組成的，各組分重量配比為：銦(In)1～15％，鈦(Ti)為余量。

各金屬原料成分純度≥99.9％，按配方比例配料后，利用齒科鑄鈦機熔煉。

利用熔模鑄造方法鑄造，包埋料選用純鈦鑄造包埋料。

對鑄造體進行切割、噴砂、拋光等鑄造后處理，制備口腔修復體。

該合金的設計原因在于：在純鈦基礎上添加一種元素銦(In)，以改善純鈦的強度和硬度，同時不損失純鈦的良好生物相容性和耐腐蝕性。銦(In)在鈦(Ti)中以固溶形式存在，起固溶強化作用，能夠提高合金的機械強度。由于銦(In)的熔點較低，與鈦(Ti)形成的合金熔點有所降低，因而齒科純鈦現有的熔鑄技術完全適用于本發明的新型合金。研究發現，銦(In)的添加對抗腐蝕性能影響微弱，腐蝕電位與維鈍電流密度與純鈦(Ti)處于同一個數量級。本發明合金的Ti離子溶出濃度與純鈦(Ti)相差無幾，均在10ng/cm2左右；In的溶出量極少，低于儀器檢出限。細胞毒性研究表明，本發明設計的合金的細胞活性大于80％，沒有明顯的細胞毒性。故銦(In)的添加不會對純鈦(Ti)的良好生物相容性產生影響。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

1.合金的組成成分沒有有害元素，具有與純鈦相當的良好生物相容性，在口腔內使用不會釋放毒性離子。

2.繼承了純鈦優異的抗腐蝕性能，在生理環境下腐蝕速率低，不會引起腐蝕失效。