[發(fā)明專利]一種骨填充材料及制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201511003010.1
• 申請日: 2015-12-28
• 公開（公告）號: CN105435302A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐蘋
• 申請（專利權(quán)）人: 青島博泰美聯(lián)化工技術(shù)有限公司
• 主分類號: A61L27/06
• 分類號: A61L27/06;A61L27/50;A61L27/58
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)用器械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種骨填充材料及制備方法。

背景技術(shù)

生物醫(yī)用材料又叫做生物材料，是指對生物系統(tǒng)的疾病進(jìn)行診斷、治療、外科修復(fù)、理療康復(fù)、替換生物體組織或器官(人工器官)，增進(jìn)或恢復(fù)其功能，而對人體組織不會產(chǎn)生不良影響的材料，生物醫(yī)用材料通過與生物機體直接結(jié)合和相互作用來進(jìn)行治療。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)與材料學(xué)的發(fā)展，醫(yī)用假肢、人工關(guān)節(jié)、骨板、骨髓釘、心血管支架、牙齒植入物、心臟瓣膜罩、縫合線等用于制造植入人體內(nèi)的醫(yī)療器件、假體或人工器官和輔助治療設(shè)備在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，作為上述部件的材料，在力學(xué)性能，生物相容性和可降解性三方面有較高的要求，既要有類似于人骨的力學(xué)性能，又要有良好的生物相容性，并且不產(chǎn)生毒性，并且同時要兼具良好的加工性以降低成本。目前，廣泛應(yīng)用于骨板、骨釘?shù)纳镝t(yī)用材料主要是鈦及鈦合金、不銹鋼及聚乳酸等。但是，這些材料都存在一定的局限性。鈦及鈦合金、不銹鋼等金屬材料會發(fā)生應(yīng)力遮擋效應(yīng)，即將金屬材料植入人體后，因其與人骨材料的彈性模量不匹配產(chǎn)生的人骨受力被遮擋效應(yīng)，會使骨骼強度降低、愈合遲緩。而聚乳酸等高分子材料力學(xué)性能差，很難承受較大的負(fù)重。近年來，鎂合金作為新一代可降解生物醫(yī)用材料，已成為生物材料研究的前沿課題。與傳統(tǒng)的惰性金屬植入材料(如不銹鋼、鈷鉻合金、鈦合金等)相比，鎂合金可以在患者治療康復(fù)之后完全降解，不需二次手術(shù)取出，減少了患者的痛苦與費用。鎂合金具有金屬材料所具備的良好的機械性能和加工性能，有望成為理想的可降解金屬植入材料。鎂及鎂合金有高的比強度和比剛度，純鎂的比強度為133GPa/(g/cm³)，而超高強度鎂合金的比強度已達(dá)到480GPa/(g/cm³)，比Ti6A14V的比強度(260GPa/(g/cm³))高出近1倍。鎂及鎂合金的楊氏模量約為45GPa，更接近人骨的彈性模量(20GPa)，能有效降低應(yīng)力遮擋效應(yīng)。鎂與鎂合金的密度約為1.7g/cm³，與人骨密度(1.75g/cm³)接近，遠(yuǎn)低于Ti6A14V的密度(4.47g/cm³)，符合理想醫(yī)用材料的要求。然而，鎂合金的六方晶體結(jié)構(gòu)特性使其室溫變形加工能力受到很大限制，因此存在著加工困難，并且具有耐腐蝕性差，目前醫(yī)用鎂合金也具有加工過程復(fù)雜，性能不穩(wěn)定，成本的缺點，極大限制了鎂合金在醫(yī)用材料領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種骨填充材料及制備方法，具有降解速度穩(wěn)定，易加工，抗腐蝕性好，強度、塑性高的優(yōu)點。

本發(fā)明完整的技術(shù)方案包括：

一種骨填充材料，其特征在于，按重量份計，其組分包括鎂：110-140份、鋅：1-2份、鋁：0.1-0.4份、鉬：3-5份、鈣：2-2.5份，碳：0.1份，鈮：4-6份，鐵：0.5-1份，錳：1～2份，鍺：0.5-1份，鋯：1-2份，鈦：0.05-0.1份。

優(yōu)選的，按重量份計，其組分包括鎂：120-140份、鋅：1-2份、鋁：0.2-0.3份、鉬：3-5份、鈣：2-2.5份，碳：0.1份，鈮：4-5份，鐵：0.5-1份，錳：1～2份，鍺：0.5-1份，鋯：1份，鈦：0.05份。

優(yōu)選的，按重量份計，其組分包括鎂：120份、鋅：2份、鋁：0.2份、鉬：4份、鈣：2.5份，碳：0.1份，鈮：4份，鐵：0.5份，錳：1份，鍺：0.5份，鋯：1份，鈦：0.05份。

上述一種骨填充材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)配料：針對所需的成分設(shè)計，先進(jìn)行配料，配料中純度為99.99％的鎂錠，和純度為99.99％的其余各組分元素鑄錠/粉或中間合金鑄錠/粉；

(2)合金熔煉：在感應(yīng)熔煉爐坩堝中加入預(yù)熱的鎂錠、鋁錠、鋅錠、錳粉，抽真空到10^-3-10^-4Pa，吹入氬氣保護(hù)，加載功率使合金熔煉溫度達(dá)到700℃；待各成分全部熔化后，依次加入鉬、鈮錠、鈣粉、鋯粉、鈦粉，升高溫度至720℃繼續(xù)熔煉35-45分鐘；降溫至700℃靜置20-30分鐘，使夾雜物沉降，然后清除表面浮渣，加入鎂-鐵合金，鎂-鍺合金和碳粉，升高溫度至710℃繼續(xù)熔煉10-15分鐘，其間采用超聲振動使熔體充分熔融均勻；將溫度澆鑄至石墨模具中，獲得高純凈度的醫(yī)用鎂合金鑄錠；

(3)對上述醫(yī)用鎂合金鑄錠采用霧化法制成粒度為1-5mm的合金粉,即得所述的骨填充材料。