[發明專利]新型材料植入螺釘及其制造方法

在審

• 申請號: 201710110609.8
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106868431A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 張曉平;孔立新
• 申請（專利權）人: 盤固新型合金材料（常州）有限公司
• 主分類號: C22C45/10
• 分類號: C22C45/10;C22C45/02;C22C45/04;C22C45/00;A61L31/02;A61L31/14
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 王闖

技術領域

本發明涉及醫學植入器械領域，具體而言，涉及新材料植入螺釘及其制造方法。

背景技術

植入螺釘是現代醫療中常用的醫療產品，主要用于脊柱、關節等人體關鍵部分的固定，是外科手術中的常用醫療器材。植入螺釘長期在人體中存在，因此對其材質的要求很高。目前主要是采用鈦合金作為植入螺釘的原材料，鈦合金材料強度較高，同時具備較高的彈性以及生物相容性，是目前主流的植入螺釘材料。

非晶合金是一種長程無序、短程有序的金屬合金材料，不存在晶界和位錯等晶態合金常見的缺陷，因此擁有優良的力學性能和物理性能。塊體非晶合金具有超高的斷裂強度(是其對應晶態材料的2～3倍)、高彈性(彈性應變極限在2％左右)、優秀的耐腐蝕性能(抗腐蝕性為經過500～2000小時的鹽霧測試后其表面仍然良好，無腐蝕)；同時，塊體非晶合金在彎曲后不會產生塑形變形，并具有極高的耐磨性等優異的理化特性。

以非晶合金來制造植入螺釘有以下幾種優點：

(1)相對于常用的晶態材料，非晶合金的強度更高，能夠承受更大的力，固定效果更強；同時，在受力大小相同時，可以使用更小的非晶螺釘進行固定，對人體組織的破壞較小；

(2)非晶合金植入螺釘的耐腐蝕能力非常優異，相對于傳統的鈦合金材料，其耐腐蝕性能大大增強，在人體中更加安全，使用壽命更加高；

(3)相較于合金材料，同系非晶合金材料的強度大大提高，能夠達到植入螺釘的力學性能要求；同時，非晶合金材料的生物相容性好，利用其可降解的性能，可以在手術恢復之后無需二次開刀取出植入螺釘，大大減少了病人的痛苦，減少了人力成本，解放了醫療資源。

由此可見，非晶合金各種性能都非常優秀，可以降低植入手術風險，減少生產成本，有著極高的應用價值和前景。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的第一個目的在于針對現有技術的不足之處，從而提供一種新型材料植入螺釘，這種植入螺釘具有高強度、高彈性、耐磨、耐腐蝕、表面光潔度高、不易變形等優點。

本發明的第二個目的在于針對現有技術的不足之處，從而提供一種所述新型材料植入螺釘的制造方法，本發明制造方法具有機械加工量少、加工時間短、生產效率高且生產成本低等優點。

為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

一種新型材料植入螺釘，所述新型材料植入螺釘是由非晶合金材料制造得到的；

其中，所述非晶合金材料是不含Ni/Be的非晶合金材料。

可選的，本發明中，所述非晶合金材料包括鋯基非晶合金、鈦基非晶合金、銅基非晶合金、鐵基非晶合金、鈷基非晶合金、鈀基非晶合金，或者鉑基非晶合金材料。

本發明的非晶合金具體成分主要包括ZrCuAlPd、ZrCuTi、ZrCuAlNb、CuZrTiPd、ZrAlCo、CuHfTi、TiZrCuSn、TiNbSi、FeCoNbB、FeCoHfB、CoMoPB、CoFeNbBSi、PdCuSi，或者PtPSiB系等非晶合金材料。

可選的，本發明中，所述新型材料植入螺釘的維氏硬度為400～900HV，抗壓強度為1500～3000MPa，彈性極限為2～3％，抗腐蝕性為1000～2000h鹽霧實驗無腐蝕。

可選的，本發明中，所述新型材料植入螺釘的直徑為1～6mm。

同時，本發明還提供了所述新型材料植入螺釘的制造方法，所述方法包括如下步驟：

a)配料：根據所需的非晶合金材料成分，稱量原材料；

b)投料：將原材料加入到熔融裝置中；

c)熔融：在真空或者惰性氣體保護條件下，將原材料熔融，并形成非晶合金熔體；

d)成型：將熔體注入模具中，并冷卻成型，得到螺釘胚體；

e)加工：將螺釘胚體經二次加工制造植入螺釘成品，即為本發明新型材料植入螺釘。

可選的，本發明中，步驟c)中所述熔體的溫度為900～1500℃。

可選的，本發明中，步驟d)中熔體的注入速度為0.1～0.5m/s；模具的溫度為300～600℃。

可選的，本發明中，步驟d)中所述冷卻成型為快速冷卻成型；

其中，所述冷卻成型的降溫速度為10⁰～10⁶K/s，降溫時間為15～30s。

可選的，本發明中，步驟e)中所述螺釘胚體經二次加工具體為：將螺釘胚體經扎制或壓印以制造植入螺釘成品。