[發明專利]稀土增強HA/Ti復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 202310386775.6
• 申請日: 2023-04-12
• 公開（公告）號: CN116377270A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 范興平;范維
• 申請（專利權）人: 攀枝花學院
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;C22C14/00;B22F1/10;B22F3/02;B22F3/10
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 羅貴飛

本發明公開了一種稀土增強HA/Ti復合材料的制備方法，屬于生物醫學材料技術領域。稀土增強HA/Ti復合材料的制備方法包括如下步驟：a.將鈦粉和高純羥基磷灰石按94?96wt％：4?6wt％的比例混合均勻，然后加入稀土增強HA/Ti復合材料質量0.1?0.5wt％的LaFsubgt;3/subgt;再次混勻后壓制成型；b.將步驟a得到的成型試樣置于真空燒結爐中1150?1250℃保溫2.5?3.5h，得到稀土增強HA/Ti復合材料。本發明制備得到稀土增強HA/Ti復合材料，本發明方法操作簡單方便，實用性強，利用粉末冶金方法，通過添加LaFsubgt;3/subgt;制備了最高力學及生物活性俱佳的生物復合材料。

技術領域

本發明屬于生物醫學材料技術領域，涉及一種用于骨組織修復和替換的材料，具體涉及一種稀土增強HA/Ti復合材料的制備方法。

背景技術

隨著科學技術的進步，醫學水平的不斷發展，患者對生活質量的要求不斷提高，適用于人體硬組織病變和缺損的高質量生物材料吸引了世界范圍內眾多科研工作者的廣泛關注及研究。目前，臨床工作及醫用材料市場中的人工硬組織修復材料大致可分為以下兩類：一類為生物陶瓷和生物玻璃以鈣基材料如羥基磷灰石(hydroxyapatite，HA)，β磷酸三鈣等為主，其具有優秀的生物活性，能誘導骨組織生成，與宿主骨整合效果好，并可降解代謝。另一類是金屬的人工硬組織修復材料，如不銹鋼，鈷基合金，鈦基合金，鉭、鋯等。其主要優勢在于，機械強度和硬度高，韌性、抗沖擊性、抗疲勞性好，可用于負重部位的硬組織重建，主要用于人工髖關節，膝關節等植入假體的制備。

在眾多的金屬材料中，鈦及鈦合金由于具有密度小、彈性模量較低、比強度高、耐蝕性及生物相容性較好等優點，近年來得到了廣泛的研究、應用及發展。然而，目前的鈦及鈦合金材料仍存在明顯的缺陷：首先，其彈性模量相對骨組織而言仍相對較高，易產生“應力遮擋”效應，造成周圍骨骨組織退化吸收，嚴重影響了植入體的長期有效使用。另一方面，盡管鈦及鈦合金材料的生物相容性較好，但其仍屬于生物惰性材料，缺乏生物活性，植入體內后與骨組織難以直接形成化學鍵合，因此假體與骨組織的結合強度較低，易發生松動，導致組織重建修復失敗。

目前，已有許多學者對Ti/HA復合材料進行了較系統的研究，其中較為活躍的是采用粉末冶金方法制備具有優良綜合性能的鈦基復合材料。但HA的引入會降低復合材料的抗壓強度而限制其使用范圍。為此，得通過其它手段進一步改善其力學性能。Tang等研究了鈦表面羥基磷灰石涂層含鑭量對附著細胞生物性能的影響，發現加入適量鑭的羥基磷灰石涂層具有良好的生物相容性，能夠促成骨細胞在材料表面的早期增殖分化。可是，當鑭含量過量時，會影響成骨細胞的增殖，這是因為稀土元素離子的生物效應與鈣離子十分相似，因而表現為拮抗作用，影響了羥基磷灰石的鈣磷比。

因此，現在亟需研究一種力學及生物活性俱佳的生物復合材料

發明內容

針對上述技術問題，本方面提供一種稀土增強HA/Ti復合材料的制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：稀土增強HA/Ti復合材料的制備方法，包括如下步驟：

a.將鈦粉和高純羥基磷灰石按94-96wt％：4-6wt％的比例混合均勻，然后加入稀土增強HA/Ti復合材料質量0.1-0.5wt％的LaF₃再次混勻后壓制成型；

b.將步驟a得到的成型試樣置于真空燒結爐中1150-1250℃保溫2.5-3.5h，得到稀土增強HA/Ti復合材料。

上述步驟a中，鈦粉粒度為300目，純度＞99.5％。

上述步驟a中，高純羥基磷灰石粒度為1-3μm。

上述步驟a中，壓制成形為Ф10mm×15mm的圓柱試樣，壓制力為100MPa，保壓時間為5min。