[發(fā)明專利]一種復合超聲振動高壓扭轉(zhuǎn)制備多孔鈦基復合材料的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810147477.0
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN108237225B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發(fā)明（設計）人: 徐淑波;劉鵬;景財年;范小紅;林曉娟;李陽
• 申請（專利權(quán)）人: 山東建筑大學
• 主分類號: B22F3/11
• 分類號: B22F3/11;B22F3/16;C22C14/00;C22C1/08;A61L27/06;A61L27/56
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本發(fā)明涉及一種復合超聲振動高壓扭轉(zhuǎn)制備多孔鈦基復合材料的方法，尤其是涉及一種結(jié)合高壓扭轉(zhuǎn)法和超聲振動的方法制備納米級可再生抗菌醫(yī)用多孔鈦基復合骨骼材料的方法。通過適當調(diào)整壓頭的轉(zhuǎn)速、下壓力、扭壓時間、扭壓次數(shù)以及超聲振動的振動頻率和振幅，可制備出和晶粒細化程度均勻的塊體納米級可再生抗菌醫(yī)用多孔鈦基復合骨骼材料。

技術領域

本發(fā)明涉及一種復合超聲振動高壓扭轉(zhuǎn)制備多孔鈦基復合材料的方法，尤其是涉及一種結(jié)合高壓扭轉(zhuǎn)法和超聲振動的方法制備納米級可再生抗菌醫(yī)用多孔鈦基復合骨骼材料的方法。通過適當調(diào)整壓頭的轉(zhuǎn)速、下壓力、扭壓時間、扭壓次數(shù)以及超聲振動的振動頻率和振幅，可制備出和晶粒細化程度均勻的塊體納米級可再生抗菌醫(yī)用多孔鈦基復合骨骼材料。

背景技術

鈦，化學符號Ti，原子量47.867，比重4.506-4.516，熔點1668±4°C。鈦是一種銀白色的過渡金屬，具有良好的耐高溫、耐低溫、抗強酸、抗強堿，以及高強度、低密度，儲量在所有元素中居第十位。在各方面有著廣泛的應用，尤其是在醫(yī)學方面可用于制作義肢、骨科移植與填充物等。多孔鈦具有耐腐蝕性，自潔性，此外還具有很高的生物相容性。此前，Arensburger等研究室溫下多孔鈦在20%鹽酸、20%和40%硫酸中腐蝕性能，發(fā)現(xiàn)多孔鈦具有良好的耐腐蝕性，并且通過對多孔鈦的氮化，顯著提高了其在20%鹽酸溶液中的耐腐蝕性能。多孔鈦可用于制作過濾與分離元件、流體分布元件以及充當電極材料、醫(yī)用骨骼材料。

據(jù)悉，此前臨床醫(yī)學應用的生物材料有醫(yī)用高分子材料、醫(yī)用無機材料以及醫(yī)用金屬材料。強度，生物親和度以及耐腐蝕性是衡量生物醫(yī)用材料的三個至關重要的性能指標。在臨床應用中往往同時需要高強度，高生物親和度以及高耐腐蝕性。例如人工制造的顱骨，既要有很好的生物親和性和耐腐蝕性，又要有很高的強度。然而，在常規(guī)金屬材料中這三種性能往往相互抵觸，不可兼得。純金屬鈦具有較為良好的耐腐蝕性，生物親和性和抗疲勞性，有較好的應用前景。實現(xiàn)金屬鈦的強度，耐腐蝕性，生物親和度的進一步提高是一項長期以來有待解決的重大科學難題。現(xiàn)有加工工藝通過燒結(jié)方法制備多孔鈦，但是這樣制備的多孔鈦孔隙的孔徑和形態(tài)不能得到控制，制得的是孔壁光滑的不規(guī)則的孔，不同程度的降低鈦的強度、生物親和度以及耐腐蝕性。有機泡沫浸漬法制得的多孔鈦孔隙率高，但是有很多的空隙被堵塞，降低了多孔鈦生物親和度。目前，添加造孔劑材料法，制得的多孔鈦各方面性能比較良好，但是對造孔劑材料得選擇極為嚴格。

針對金屬鈦性能有待提高和目前制備的多孔鈦的性能下降或者是條件高的問題，雖然現(xiàn)有提出制造多孔鈦的發(fā)明專利，但是由于幾何尺寸和性能的限制，不能廣泛的應用于臨床醫(yī)學。

如前面所述方法一樣，其它方法也有不同的缺陷。與本發(fā)明相關的還有如下文獻：

1.C.Y.?Lin,?T.?Wirtz,?F.?LaMarca,?S.J.?Hollister,?Structural?andmechanical?evaluations?of?a?topology?optimized?titanium?interbody?fusion?cagefabricated?by?selective?laser?melting?process,?J.?Biomed.?Mater.?Res.?A?83(2007)?272–279

主要描述了采用選擇性激光融化工藝制備的新型多孔鈦優(yōu)化骨架結(jié)構(gòu)，并對其結(jié)構(gòu)和力學性能進行評價。

2.?D.K.?Pattanayak,?A.?Fukuda,?T.?Matsushita,?M.?Takemoto,?S.Fujibayashi,?K.?Sasaki,?N.?Nishida,?T.?Nakamura,?T.?Kokubo,?Bioactive?Timetal?analogous?to?human?cancellous?bone:?fabrication?by?selective?lasermelting?and?chemical?treatments,?Acta?Biomater.?7?(2011)?1398–1406.