[發明專利]一種醫用鈦合金棒材

在審

• 申請號: 201510476616.0
• 申請日: 2015-08-06
• 公開（公告）號: CN105031719A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 呂振超;曹向陽;郭艷幸;丁锏
• 申請（專利權）人: 河南省洛陽正骨醫院（河南省骨科醫院）
• 主分類號: A61L27/06
• 分類號: A61L27/06;A61L27/30;A61K6/04;A61K6/02
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

一種醫用鈦合金棒材，包括鈦合金棒材本體和其外部的包覆涂層，所述的鈦合金棒材本體的化學組成為：鋯7?10％，鈮16?18％，鐵：1.5?2.5%，鉻：0.5?0.8%，鎵：0.5?0.9%，錫：0.25?0.75%，鉿0.02?0.07％，鉭1?2％，鋁：1?2%，釩：0.25?0.45%，硼：0.1?0.18%，鈰：0.12?0.18%，余量為鈦；所述外部包覆涂層的組成為：氧化鈦：60?80份，金屬銀：0.1?1份；硅灰石：15?20份；氧化銀：0.1?0.5份；硼化鈦：2?4份。本發明通過合金成分設計使得醫用鈦合金棒材質量優異，合金力學性能優異，可作為骨、關節及人工牙根等硬組織修復的替代材料。

技術領域

本發明涉及一種醫用鈦合金棒材，屬于醫用人造骨頭領域。

背景技術

鈦及鈦合金因密度低、強度高、彈性模量低、耐腐蝕性能優良以及 生物相容性好等優點而被廣泛應用于生物醫療領域，是生產復雜外科植 入物的理想原材料。早期外科植入的鈦合金主要為純鈦和Ti6Al4V合金， 但隨著應用的深入，純鈦和Ti6Al4V合金的不足亦被發現，純鈦強度過低，不宜做承重部分植入人體，Ti6Al4V合金雖然強度較高，但含有的V元素對人體有害。因此，以Nb替代V的醫用鈦合金Ti6Al7Nb被開發出 來，并被用于生產人工關節。

金屬、陶瓷和高分子材料是當今三大醫用人工骨關節材料，三種材料各有其優缺點：金屬和陶瓷在負載荷醫療領域已得到了廣泛的應用，但是金屬易磨損和腐蝕，而陶瓷則脆性大：高分子材料柔韌性好但耐磨性及硬度較差。鈦合金由于具有高強度、韌性及耐腐蝕的特性從而成為新一代的人工骨關節材料。但鈦合金與骨之間只是一種機械嵌連性整合，植入體在體內長期服役后，摩擦產生的磨屑會影響其生物惰性，從而引發局部組織炎癥，縮短其使用壽命。因此對鈦合金進行表面改性以改善其生物相容性引起了研究者的重視。表面改性一般都是通過采用各種表面涂層或薄膜技術在金屬基體表面制備抗磨損生物相容涂層用于提高人工骨關節的耐磨損性、抗腐蝕性和生物相容性，改性后的表面一般具有良好的生物活性。

本發明針對現行醫用人工骨關節的局限，在鈦合金人工骨關節表面制備復合涂層，提高涂層的表面硬度和結合強度，并增強生物相容性，推動人工骨關節技術的進一步發展。

發明內容

本發明針對上述問題提出一種工藝細化、性能良好的醫用鈦合金棒材。

一種醫用鈦合金棒材，所述鈦合金棒材包括鈦合金棒材本體和其外部的包覆涂層，所述的鈦合金棒材本體的化學組成為：鋯7-10％，鈮16-18％，鐵：1.5-2.5%，鉻：0.5-0.8%，鎵：0.5-0.9%，錫：0.25-0.75%，鉿0.02-0.07％，鉭1-2％，鋁：1-2%，釩：0.25-0.45%，硼：0.1-0.18%，鈰：0.12-0.18%，余量為鈦； 所述外部包覆涂層的組成為：氧化鈦：60-80份，金屬銀：0.1-1份；硅灰石：15-20份； 氧化銀：0.1-0.5份；硼化鈦：2-4份。

進一步地，所述鈦合金棒材由以下步驟制得：

(1)錠坯制備：所述錠坯的化學組成為：鋯7-10％，鈮16-18％，鐵：1.5-2.5%，鉻：0.5-0.8%，鎵：0.5-0.9%，錫：0.25-0.75%，鉿0.02-0.07％，鉭1-2％，鋁：1-2%，釩：0.25-0.45%，硼：0.1-0.18%，鈰：0.12-0.18%，余量為鈦；

按合金成分質量百分比配料，在高真空電弧加熱爐中熔煉，充分攪拌，澆鑄成錠坯，將錠坯在真空爐內加Ar氣保護進行熱處理，將錠坯以200-250℃/小時升溫至920-940℃，保溫6-10小時，然后以120-150℃/小時降溫到550-580℃，保溫2-6小時，接著以80-90℃/小時降溫到280-320℃，保溫2-5小時，繼續以50-65℃/小時降溫到180-190℃，保溫2-5小時，然后隨爐冷卻到室溫；

(2)鍛造成型