一種制備醫用骨固定器件的材料的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于醫療衛生領域，尤其是涉及一種制備醫用骨固定器件的材料。
【背景技術】
[0002]隨著現代醫學與材料學的發展，醫用假肢、人工關節、骨固定器件，牙齒植入物，心臟瓣膜罩等用于制造植入人體內的醫療器件、假體或人工器官和輔助治療設備在醫療衛生領域的應用日益廣泛，上述部件的材料在生物相容性、強度、塑性、耐腐蝕性方面有了長足的發展。此前在在醫學領域中廣泛使用的醫用合金有N1-Cr系、Co系，Ti系等，其中Ti系的T1-6A1-4V合金是應用最廣泛的醫用合金，但近年來發現，T1-6A1-4V合金在使用中會析出極微量的釩和鋁離子，其中析出的釩離子有毒性會引起不利的組織反應，鋁離子會引起人體神經紊亂，降低細胞適應性等對人體造成危害的缺陷，目前主要的解決方法是通過表面涂層與其它處理技術在一定程度上阻止釩、鋁等有毒元素離子的析出，但該方法的主要問題在于:增加了加工工序的復雜性，提高了成本，并且仍會有一部分釩、鋁有毒元素析出，可靠性不能得到保證。
【發明內容】
[0003]有鑒于此，本發明提供了一種制備醫用骨固定器件的材料，其具有良好的強度、塑性、耐腐蝕性，并且無毒害，具有良好的生物相容性。
[0004]本發明完整的技術方案為:
[0005]—種制備醫用骨固定器件的材料，其特征在于，所述材料的成分組成為:
[0006]Nb:4% -6%, Cu:2% -3%, Fe:6.5% -7.5%, Mo:3% -4%, Μη:1%?2%，Zr:5%?7%，Ge:0.6%?0.7%, Cr:2.5% -3.5%, Ca:1.5% -2.5%, Mg:0.15% -0.25%,C:0.1%以下，余量為Ti，
[0007]所述材料為粉狀，其中T1、Zr、Cu、Fe、Mo、Cr、Ca、Nb、Mn熔煉為合金鑄錠，然后制成粒度為120-160目的合金粉，Ge，C，Mg熔煉為合金鑄錠，然后制成粒度為180-200目的合金粉，然后將兩種合金粉混合得到所述的制備醫用骨固定器件的材料。
[0008]所述合金粉的制備方法為:
[0009]a.采用真空感應爐冶煉，首先將T1、Zr、Cu、Fe、Mo、Cr、Ca、Nb、Mn加入感應熔煉爐的坩禍中，抽真空到10 3-10 4Pa，吹入氬氣保護，加載功率至300-350KW至合金材料完全融化，保溫5-10分鐘，隨后翻轉坩禍，倒入石墨模具中，得到合金鑄錠，對上述合金鑄錠采用機械粉碎或霧化法制成所需粒度的合金粉；
[0010]b.采用真空感應爐冶煉，首先將Ge，C，Mg混合均勻，加入感應熔煉爐的坩禍中，抽真空到10 3-10 4Pa，吹入氬氣保護，加載功率至300-350KW至合金材料完全融化，保溫5_10分鐘，隨后翻轉坩禍，倒入石墨模具中，得到合金鑄錠，對上述合金鑄錠采用機械粉碎或霧化法制成所需粒度的合金粉。
[0011]所述材料的成分組成優選為:Nb:5%,Cu:2.4%, Fe:7%,Mo:3%,Mn:1.4%，Zr:6%,Ge:0.65%, Cr:3%, Ca:2%, Mg:0.2%, C:0.03，余量為 Ti。
[0012]所述的骨固定器件為骨板或接骨釘。
[0013]本發明相對于現有技術的優點為:
[0014]合金成分科學，Zr, Ge等元素增加了合金的生物相容性，并且合理的合金成分設置，使得組分之間形成穩定的結合，該合金材料制得的骨板或接骨釘在人體內部環境中，Cu、Cr等金屬離子不會析出，對人體無害，具有非常良好的生物相容性。Mn、Fe、Mo、Nb等元素在Ti合金中以固溶形式存在，起到固溶強化的作用，Fe等元素降低了 Ti合金的熔點，有利于燒結或恪煉，Ca, C、Cr、Cu、Fe、Mg、C顯著增加了合金的耐腐蝕性，該材料的強度遠大于醫用純鈦材料，對人體內部環境友好，密度低，具有良好的熔煉、燒結加工性能，力學性質接近人骨，耐疲勞、耐腐蝕性能好。
【具體實施方式】
[0015]下面結合【具體實施方式】對本發明做進一步說明。
[0016]按百分比含量稱量好所需的各種高純金屬:其中各材料的成分組成為:
[0017]Nb:4% -6%, Cu:2% -3%, Fe:6.5% -7.5%, Mo:3% -4%, Μη:1%?2%，Zr:5%?7%，Ge:0.6%?0.7%, Cr:2.5% -3.5%, Ca:1.5% -2.5%, Mg:0.15% -0.25%,C:0.1%以下，余量為Ti，
[0018]采用真空感應爐冶煉，首先將T1、Zr、Cu、Fe、Mo、Cr、Ca、Nb、Mn加入感應熔煉爐的坩禍中，抽真空到10 3-10 4Pa，吹入氬氣保護，加載功率至300-350KW至合金材料完全融化，保溫5-10分鐘，隨后翻轉坩禍，倒入石墨模具中，得到合金鑄錠，對上述合金鑄錠采用機械粉碎或霧化法制成粒度為120-160目的合金粉；
[0019]采用真空感應爐冶煉，首先將Ge，C，Mg混合均勻，加入感應熔煉爐的坩禍中，抽真空到10 3-10 4Pa，吹入氬氣保護，加載功率至300-350KW至合金材料完全融化，保溫5_10分鐘，隨后翻轉坩禍，倒入石墨模具中，得到合金鑄錠，對上述合金鑄錠采用機械粉碎或霧化法制成粒度為180-200目的合金粉。
[0020]將上述粉料加入粘結劑后再雙行星混煉機中于140 °C混煉60min制成流變性能均勻的喂料，其中粉末裝載量為50vol% ;在注射成形機上向所述骨板或接骨釘的模具中直接注射成形，注射溫度為160?170°C、注射壓力為70?lOOMPa，得到注射坯體；采用溶劑脫脂和熱脫脂后，在真空氣氛中進行燒結，真空度為1 X 10 4Pa，燒結溫度為1100?1800°C，保溫時間為220min，得到所述的骨板或接骨釘。
[0021]優選的，所述材料的成分組成為:Nb:5%,Cu:2.4%, Fe:7%,Mo:3%,Mn:1.4%，Zr:6%, Ge:0.65%, Cr:3%, Ca:2%, Mg:0.2%, C:0.03，余量為 Ti。
【主權項】
1.一種制備醫用骨固定器件的材料，其特征在于，所述材料的成分組成為: Nb:4% -6%, Cu:2% -3%, Fe:6.5% -7.5%, Mo:3% -4%, Μη:1%?2%，Zr:5%?7%,Ge:0.6%?0.7%,Cr:2.5% -3.5%,Ca:1.5% -2.5%,Mg:0.15% -0.25%,C:0.1%以下，余量為Ti， 所述材料為粉狀，其中T1、Zr、Cu、Fe、Mo、Cr、Ca、Nb、Mn熔煉為合金鑄錠，然后制成粒度為120-160目的合金粉，Ge, C，Mg熔煉為合金鑄錠，然后制成粒度為180-200目的合金粉，然后將兩種合金粉混合得到所述的制備醫用骨固定器件的材料。2.如權利要求1所述的一種制備醫用骨固定器件的材料，其特征在于，所述合金粉的制備方法為: a.采用真空感應爐冶煉，首先將T1、Zr、Cu、Fe、Mo、Cr、Ca、Nb、Mn加入感應熔煉爐的坩禍中，抽真空到10 3-10 4Pa，吹入氬氣保護，加載功率至300-350KW至合金材料完全融化，保溫5-10分鐘，隨后翻轉坩禍，倒入石墨模具中，得到合金鑄錠，對上述合金鑄錠采用機械粉碎或霧化法制成所需粒度的合金粉； b.采用真空感應爐冶煉，首先將Ge，C，Mg混合均勻，加入感應熔煉爐的坩禍中，抽真空到10 3-10 4Pa，吹入氬氣保護，加載功率至300-350KW至合金材料完全融化，保溫5_10分鐘，隨后翻轉坩禍，倒入石墨模具中，得到合金鑄錠，對上述合金鑄錠采用機械粉碎或霧化法制成所需粒度的合金粉。3.如權利要求1所述的一種制備醫用骨固定器件的材料，其特征在于，所述材料的成分組成為:Nb:5%,Cu:2.4%,Fe:7%,Mo:3%,Mn:1.4%,Zr:6%,Ge:0.65%, Cr:3%,Ca:2%, Mg:0.2%,C:0.03，余量為 Ti。4.如權利要求1所述的一種制備醫用骨固定器件的材料，其特征在于，所述的骨固定器件為骨板或接骨釘。
【專利摘要】本發明公開了一種制備醫用骨固定器件的材料，所述材料的成分組成為：Nb：4％-6％，Cu：2％-3％，Fe：6.5％-7.5％，Mo：3％-4％，Mn：1％～2％，Zr：5％～7％，Ge：0.6％～0.7％，Cr：2.5％-3.5％，Ca：1.5％-2.5％，Mg：0.15％-0.25％，C：0.1％以下，余量為Ti，本材料制得的醫用骨固定器的強度遠大于醫用純鈦材料，對人體內部環境友好，密度低，具有良好的熔煉、燒結加工性能，力學性質接近人骨，耐疲勞、耐腐蝕性能好。
【IPC分類】C22C14/00
【公開號】CN105349832
【申請號】CN201510508672
【發明人】趙麗, 孫曉云, 管潔, 張志軍
【申請人】趙麗
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年8月18日