CN105349830A - 一种制备医用义齿的材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备医用义齿的材料，所述材料的成分组成为：Nb：0.6％，Fe：7％，Mo：6.5％，Mn：0.7％，Zr：12％，Ge：0.65％，Ga：3.5％，Cr：3％，Ca：2％，In：1.4％，C：0.03，余量为Ti；本材料的强度远大于医用纯钛材料，对口腔环境友好，密度低，具有良好的熔炼、烧结加工性能，力学性质接近真齿，耐疲劳、耐腐蚀性能好。
Description
技术领域
本发明属于医疗卫生领域，尤其是涉及一种制备医用义齿的材料。
背景技术
随着现代医学与材料学的发展，医用假肢、人工关节、骨固定器，牙齿植入物，心脏瓣膜罩等用于制造植入人体内的医疗器件、假体或人工器官和辅助治疗设备在医疗卫生领域的应用日益广泛，随着该类手术越来越成熟，人造关节的需求量大幅度增加，并且上述部件在生物相容性、强度、塑性、耐腐蚀性方面有了长足的发展。目前在医学领域中所使用的医用合金有主要有Ni-Cr系、Co系，Ti系等，其中Ti系的Ti-6Al-4V合金是应用最广泛的医用合金，但近年来发现，Ti-6Al-4V合金在使用中会析出极微量的钒和铝离子，其中析出的钒离子有毒性会引起不利的组织反应，铝离子会引起人体神经紊乱，降低细胞适应性等对人体造成危害的缺陷，目前主要的解决方法是通过表面涂层与其它处理技术在一定程度上阻止钒、铝等有毒元素离子的析出，但该方法增加了加工工序的复杂性，提高了成本，并且仍会有一部分钒、铝有毒元素析出，可靠性不能得到保证。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种制备医用义齿的材料，其具有良好的强度、塑性、耐腐蚀性，并且无毒害，具有良好的生物相容性。
本发明完整的技术方案为：
一种制备医用义齿的材料，其特征在于，所述材料的成分组成为：
Nb：0.6％，Fe：7％，Mo：6.5％，Mn：0.7％，Zr：12％，Ge：0.65％，Ga：3.5％，Cr：3％，Ca：2％，In：1.4％，C：0.03，余量为Ti。
所述材料由元素粉与合金粉混合而成，其中所述元素粉为：Ti粉、Zr粉的粒度为100-120目，Mo粉的粒度为120-160目，Ca粉、Nb粉、Mn粉、Ge粉的粒度为200-220目，C粉的粒度为220-240目，
所述的合金粉为：Fe、Ga、Cr、In熔炼形成Fe-Cr-In-Ga合金后制粉，所述的Fe-Cr-In-Ga合金粉的粒度为80-100目，
所述合金粉的获得方法为：所述的Fe-Cr-In-Ga合金粉采用真空感应炉冶炼，首先将Fe、Cr加入感应熔炼炉的坩埚中，抽真空到10-4Pa，吹入氩气保护，加载功率至350KW至合金材料完全融化，加入Ga、In，保温5分钟，随后翻转坩埚，倒入石墨模具中，得到合金铸锭，对上述合金铸锭采用机械粉碎或雾化法制成所需粒度的粉，
所述的元素粉选择相应的铸锭或元素，清洗后采用机械粉碎或雾化法得到所需粒度的元素粉。
优选的，所述材料为粉状，其中Ti、Zr、Fe、Mo、Ga、Cr、Ca、In、Nb熔炼为合金铸锭，然后制成粒度为120-160目的合金粉，Ge，C为粒度为180-200目的元素粉，
所述合金粉的获得方法为：采用真空感应炉冶炼，首先将Ti、Zr、Fe、Mo、Ga、Cr、Ca、In、Nb、Mn加入感应熔炼炉的坩埚中，抽真空到10-4Pa，吹入氩气保护，加载功率至350KW至合金材料完全融化，保温10分钟，随后翻转坩埚，倒入石墨模具中，得到合金铸锭，对上述合金铸锭采用机械粉碎或雾化法制成所需粒度的合金粉。
本发明相对于现有技术的优点为：
合金成分科学，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设置，使得组分之间形成稳定的结合，该合金材料制得的义齿在口腔环境中，Cr等金属离子不会析出，对人体无害，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，起到固溶强化的作用，Fe、In、Ga等降低了Ti合金的熔点，有利于烧结或熔炼，Ca，C、Cr、Fe、C显著增加了合金的耐腐蚀性，该材料的强度远大于医用纯钛材料，对口腔环境友好，密度低，具有良好的熔炼、烧结加工性能，力学性质接近真齿，耐疲劳、耐腐蚀性能好。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。
实施例1：
按百分比含量称量好所需的各种高纯金属：其中各材料的成分组成为：
Nb：0.6％，Fe：7％，Mo：6.5％，Mn：0.7％，Zr：12％，Ge：0.65％，Ga：3.5％，Cr：3％，Ca：2％，In：1.4％，C：0.03，余量为Ti。
采用真空感应炉冶炼，首先将Ti、Zr、Fe、Mo、Ga、Cr、Ca、In、Nb、Mn加入感应熔炼炉的坩埚中，抽真空到10-4Pa，吹入氩气保护，加载功率至350KW至合金材料完全融化，保温10分钟，随后翻转坩埚，倒入石墨模具中，得到合金铸锭，对上述合金铸锭采用机械粉碎或雾化法制成粒度为为120-160目的合金粉。
选择Ge和C的元素粉，粒度为180-200目。
将上述粉料加入粘结剂后再双行星混炼机中于140℃混炼60min制成流变性能均匀的喂料，其中粉末装载量为50vol％；在注射成形机上向所述骨板或接骨钉的模具中直接注射成形，注射温度为160～170℃、注射压力为70～100MPa，得到注射坯体；采用溶剂脱脂和热脱脂后，在真空气氛中进行烧结，真空度为1×10-4Pa，烧结温度为1100～1800℃，保温时间为220min，得到所述的义齿。
实施例2：
按百分比含量称量好所需的各种高纯金属：其中各材料的成分组成与实施例1相同，。
其中，采用真空感应炉冶炼得Fe-Cr-In-Ga合金，首先将Fe、Cr加入感应熔炼炉的坩埚中，抽真空到10-4Pa，吹入氩气保护，加载功率至350KW至合金材料完全融化，加入Ga、In，保温5分钟，随后翻转坩埚，倒入石墨模具中，得到合金铸锭，对上述合金铸锭采用机械粉碎或雾化法制成粒度为80-100目的粉。
将其余的元素粉选择商业购得的元素粉，或该元素铸锭，清洗后采用机械粉碎或雾化法制成元素粉，其中，Ti粉、Zr粉的粒度为100-120目，Mo粉的粒度为120-160目，Ca粉、Nb粉、Mn粉、Ge粉的粒度为200-220目，C粉的粒度为220-240目。
将上述粉料加入粘结剂后再双行星混炼机中于140℃混炼60min制成流变性能均匀的喂料，其中粉末装载量为50vol％；在注射成形机上向所述骨板或接骨钉的模具中直接注射成形，注射温度为160～170℃、注射压力为70～100MPa，得到注射坯体；采用溶剂脱脂和热脱脂后，在真空气氛中进行烧结，真空度为1×10-4Pa，烧结温度为1100～1800℃，保温时间为220min，得到所述的义齿。
Claims (3)
1.一种制备医用义齿的材料，其特征在于，所述材料的成分组成为：
Nb：0.6％，Fe：7％，Mo：6.5％，Mn：0.7％，Zr：12％，Ge：0.65％，Ga：3.5％，Cr：3％，Ca：2％，In：1.4％，C：0.03，余量为Ti。
2.一种如权利要求1所述的制备医用义齿的材料，其特征在于，所述材料由元素粉与合金粉混合而成，其中所述元素粉为：Ti粉、Zr粉的粒度为100-120目，Mo粉的粒度为120-160目，Ca粉、Nb粉、Mn粉、Ge粉的粒度为200-220目，C粉的粒度为220-240目，
所述的合金粉为：Fe、Ga、Cr、In熔炼形成Fe-Cr-In-Ga合金后制粉，所述的Fe-Cr-In-Ga合金粉的粒度为80-100目，
所述合金粉的获得方法为：所述的Fe-Cr-In-Ga合金粉采用真空感应炉冶炼，首先将Fe、Cr加入感应熔炼炉的坩埚中，抽真空到10-4Pa，吹入氩气保护，加载功率至350KW至合金材料完全融化，加入Ga、In，保温5分钟，随后翻转坩埚，倒入石墨模具中，得到合金铸锭，对上述合金铸锭采用机械粉碎或雾化法制成所需粒度的粉，
所述的元素粉选择相应的铸锭或元素，清洗后采用机械粉碎或雾化法得到所需粒度的元素粉。
3.一种如权利要求1所述的制备医用义齿的材料，其特征在于，所述材料为粉状，其中Ti、Zr、Fe、Mo、Ga、Cr、Ca、In、Nb熔炼为合金铸锭，然后制成粒度为120-160目的合金粉，Ge，C为粒度为180-200目的元素粉，
所述合金粉的获得方法为：采用真空感应炉冶炼，首先将Ti、Zr、Fe、Mo、Ga、Cr、Ca、In、Nb、Mn加入感应熔炼炉的坩埚中，抽真空到10-4Pa，吹入氩气保护，加载功率至350KW至合金材料完全融化，保温10分钟，随后翻转坩埚，倒入石墨模具中，得到合金铸锭，对上述合金铸锭采用机械粉碎或雾化法制成所需粒度的合金粉。
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