CN108251694B - 一种制备纳米级医用Ti-Ni-Cr多孔牙齿材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制备纳米级医用Ti‑Ni‑Cr多孔牙齿材料的方法，尤其是涉及一种通过高压扭转法、粉末冶金法及化学试剂腐蚀法制备出多孔纳米级Ti‑Ni‑Cr合金领域，再结合预钙化处理和紫外线辐照等方法使多孔Ti‑Ni‑Cr合金表面获得一层致密的仿生磷灰石涂层；镍、铬、银、硅、磷的质量分数比为（12%‑16%）：（2.5%‑3.2%）：（0.8%‑1.4%）：（10%‑15%）：（0.5%‑1.3%），其余为金属钛；包括粉末配置过程、扭压过程、多孔Ti‑Ni‑Cr合金成形过程、Kroll溶液浸蚀过程、预化钙处理过程、烧结和热氧化过程、SBF（模拟体液）浸泡结合紫外线辐照过程，共七个过程；在多孔Ti‑Ni‑Cr合金表面获得一层致密的仿生磷灰石涂层，阻碍Ni+从Ti‑Ni‑Cr多孔牙齿材料中析出,进一步提高其生物相容性。

Description

一种制备纳米级医用Ti-Ni-Cr多孔牙齿材料的方法
技术领域
本发明涉及一种制备纳米级医用Ti-Ni-Cr多孔牙齿材料的方法，尤其是涉及一种通过高压扭转法、粉末冶金法及化学试剂腐蚀法制备出多孔纳米级Ti-Ni-Cr合金，再结合预钙化处理和紫外线辐照等方法使多孔Ti-Ni-Cr合金表面获得一层致密的仿生磷灰石涂层，进一步提高其生物相容性。最终开发出具有抗腐蚀、高强度、高生物亲和度的纳米级医用Ti-Ni-Cr多孔牙齿材料。
背景技术
钛，化学符号Ti，原子量47.867，比重4.506-4.516，熔点1668±4°C。钛是一种银白色的过渡金属，具有良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱，以及高强度、低密度，储量在所有元素中居第十位。在各方面有着广泛的应用，尤其是在医学方面可用于制作义肢、牙齿、骨科移植与填充物等。多孔钛具有耐腐蚀性，自洁性，此外还具有很高的生物相容性。
据悉，金属烤瓷牙根据内冠使用材料和制作工艺不同，区分为普通烤瓷、肩台烤瓷、钛合金烤瓷、镀金烤瓷、贵金属烤瓷，钛合金烤瓷牙它的价格介于普通合金烤瓷和贵金属烤瓷之间，为普通大众所能接受。虽然钛合金烤瓷和人体相容性比普通合金烤瓷要好，但是又不如贵金属烤瓷。，另外，Ti-Ni-Cr合金在口腔唾液环境里面长期浸泡，合金元素Ni容易以析出Ni+的形式析出，虽然其很安全，但个别患者仍会对镍离子产生过敏反应。
如前面所述方法一样，其它方法也有不同的缺陷。与本发明相关的还有如下文献：
1. 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.
主要描述了类似于人的松质骨的生物活性钛金属，并研究了采用选择性激光熔化和化学处理的制备方法。
针对钛合金作为医用材料生物亲和性能有待提高的问题，虽然现有提出制造多孔钛的发明专利和提高钛合金的生物亲和性的方法，但是就如何提高人造钛合金牙齿材料的生物亲和性能研究，还有待进一步的深入。
发明内容
本发明的目的是：针对上述存在的技术问题，提供一种通过适当调整单次加入的金属粉末的量、扭头转矩、扭头转速、扭压时间，扭压次数以及加入适当用量的化学腐蚀剂，获得开孔率高、孔洞粗糙不规则的块体多孔纳米级Ti-Ni-Cr合金。再结合预钙化处理和紫外线辐照的方法使Ti-Ni-Cr合金表面获得一层致密的仿生磷灰石涂层，阻碍Ni+从Ti-Ni-Cr多孔牙齿材料中析出，进一步提高其生物相容性。最终开发出具有抗腐蚀、高强度、高生物亲和度的纳米级医用Ti-Ni-Cr多孔牙齿材料。
本发明专利的技术方案是：一种通过高压扭转法、粉末冶金法及化学试剂腐蚀法制备出多孔纳米级Ti-Ni-Cr合金，再结合预钙化处理和紫外线辐照的方法使Ti-Ni-Cr合金表面获得一层致密的仿生磷灰石涂层，最终开发出具有高强度，高生物亲和度的纳米级医用Ti-Ni-Cr多孔牙齿材料。包括粉末配置过程、扭压过程、多孔Ti-Ni-Cr合金成形过程、Kroll溶液浸蚀过程、预化钙处理过程、烧结和热氧化过程、SBF（模拟体液）浸泡结合紫外线辐照过程，共七个过程。
粉末配置过程：主要包括钛、镍、铬、银金属粉末和非金属硅、磷粉末的配置、材料充分搅拌、确定单次扭压过程金属粉末的量。其中镍、铬、银、硅、磷的重量百分比为（12%-16%），（2.5%-3.2%），（0.8%-1.4%），（10%-15%），（0.5%-1.3%），其余为金属钛，确定单次扭压过程金属粉末的量为20-500g。
扭压阶段过程：选择高压扭转系统，通过高压扭转系统调整扭头的扭转转矩800-1400Nm，扭头转速为2-5r/min，调节单次扭压的时间15-30min，扭压次数2-5次，实现金属粉末的连续剧烈塑性变形。
多孔Ti-Ni-Cr合金成形过程：通过选用适量的质量分数为4%的氢氧化钠溶液，除去扭压阶段制得的块状金属固体中的非金属硅，发生反应（1），形成晶粒细化均匀、开孔率高、孔洞粗糙、孔隙不规则的含银多孔Ti-Ni-Cr合金。
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑  （1）
Kroll溶液浸蚀过程：用蒸馏水反复清洗多孔Ti-Ni-Cr合金成形过程，并将其烘干。将其浸泡于Kroll溶液（1 vol.HF，40 wt%和5 vol.HNO3，65 wt%的混合溶液）中浸蚀1-3min，并用蒸馏水清洗4-6次，室温干燥。
预化钙处理过程：将Kroll溶液浸蚀后的含银多孔Ti-Ni-Cr合金在l mol/L NaOH水溶液沸煮1-3h，在过饱和Na2HP04溶液中40℃处理14-16h后于过饱和Ca(OH)2溶液中25℃处理8-10h，进行预钙化。
烧结和热氧化过程：将清洗与烘干过程制得的多孔Ti-Ni-Cr合金加热到380-400℃，使多孔Ti-Ni-Cr合金进一步连结焊合并使多孔Ti-Ni-Cr合金热氧化。
SBF浸泡结合紫外线辐照过程：按顺序将一定量的NaCI， KCl， NaHC03，Na2HP04 .7H20，MgCl2  . 6H20，CaCl2 .2H20，Na2S04依次溶于去离子水中，并用1 mol/L HCl和(CH20H)3CNH2缓冲液调节溶液pH至7.4，水浴恒温至37℃，得到SBF溶液；再将烧结和热氧化过程得到的多孔Ti-Ni-Cr合金浸泡于SBF中，并同时用MW1-Y18型紫外Hg灯作为紫外线辐照源辐照，时间为3-6h，距离为5-20 mm，在非密闭条件下进行。
本发明的特征在于通过调整单次加入的金属粉末20-500g，转矩800-1400Nm，扭头转速为2-5r/min，调节单次扭压的时间15-30min，扭压次数2-5次，实现金属粉末的连续剧烈塑性变形；通过化学试剂腐蚀成形出不同晶粒程度的多孔Ti-Ni-Cr合金，清洗烘干后将其浸泡于Kroll溶液中浸蚀1-3min，并用蒸馏水清洗4-6次，室温干燥；在1 mol/L NaOH水溶液沸煮1-3h，在过饱和Na2HP04溶液中40℃处理14-16h后于过饱和Ca(OH)2溶液中25℃处理8-10h，进行预钙化；将清洗与烘干过程制得的多孔Ti-Ni-Cr合金加热到380-400℃，使孔Ti-Ni-Cr合金进一步连结焊合，并使多孔Ti-Ni-Cr合金热氧化；将烧结和热氧化过程得到的多孔Ti-Ni-Cr合金浸泡于SBF中，并同时用MW1-Y18型紫外Hg灯作为紫外线辐照源辐照，时间为3-6h，距离为5-20 mm，在非密闭条件下进行。
本发明的特征在于将传统的粉末冶金与高压扭转法结合在一起，通过适当的调整扭压过程参数，可实现钛合金块状材料不同程度的连续剧烈塑性变形，再添加适量质量分数为的氢氧化钠溶液，发生反应，除去扭压阶段制得的块状金属固体中的非金属硅，制得多孔Ti-Ni-Cr合金，再通过Kroll溶液浸蚀、预化钙处理、烧结和热氧化、SBF（模拟体液）浸泡结合紫外线辐照，在多孔Ti-Ni-Cr合金表面获得一层致密的仿生磷灰石涂层，阻碍Ni+从Ti-Ni-Cr多孔牙齿材料中析出，进一步提高其生物相容性。
作为本发明的一种改进，配置粉末混合物500g，通过调节扭压过程参数：初步扭压过程压头转矩为900Nm、压头转速为2r/min、扭压时间为15min、扭压次数为2次；最终扭压过程压头转矩为1400Nm、压头转速为5r/min、扭压时间为25min、扭压次数为4次，获得晶粒细化均匀的多孔Ti-Ni-Cr合金；通过化学试剂腐蚀成形出不同晶粒程度的多孔Ti-Ni-Cr合金，清洗烘干后将其浸泡于Kroll溶液中浸蚀2min，并用蒸馏水清洗5次，室温干燥；在1mol/L的NaOH水溶液沸煮2.5h，在过饱和Na2HP04溶液中40℃处理14h后于过饱和Ca(OH)2溶液中25℃处理10h，进行预钙化；将清洗与烘干过程制得的多孔Ti-Ni-Cr合金加热到380℃，使多孔Ti-Ni-Cr合金进一步连结焊合，并使多孔Ti-Ni-Cr合金热氧化；将烧结和热氧化过程得到的多孔Ti-Ni-Cr合金浸泡于SBF中，并同时用MW1-Y18型紫外Hg灯作为紫外线辐照源辐照，时间为5h，距离为7 mm，在非密闭条件下进行。最终开发出具有抗腐蚀、高强度、高生物亲和度的纳米级医用Ti-Ni-Cr多孔牙齿材料。
本发明的有益效果是： 通过适当调整单次加入的金属粉末的量、扭头转矩、扭头转速、扭压时间，扭压次数以及加入适当用量的化学腐蚀剂，获得具有高强度、高生物亲和度的开孔率高、孔洞粗糙不规则的块体多孔纳米级Ti-Ni-Cr合金。在粉末配置过程通过添加适量的银金属粉末，达到增强Ti-Ni-Cr多孔牙齿材料的抗菌性能的目的，提高多孔Ti-Ni-Cr合金的耐腐蚀性；通过Kroll溶液浸蚀、预化钙、烧结和热氧化、SBF（模拟体液）浸泡结合紫外线辐照等处理工艺的结合使多孔Ti-Ni-Cr合金表面获得一层致密的仿生磷灰石涂层，阻碍Ni+从Ti-Ni-Cr多孔牙齿材料中析出，进一步提高其生物相容性。
附图说明
下面是结合附图和实施案例对本发明的具体实施方案进行详细地说明。
图1是本发明利用的高压扭转法工艺示意图；
图2为图1中2的放大示意图；
图3为实施案例步骤图解图；
图4为SBF（模拟体液）浸泡结合紫外线辐照过程示意图。
上述图中的标记为：
图1是本发明利用的高压扭转法工艺示意图1.压头，2.金属粉末混合物，3.扭压模具，4.底座，5.顶杆A1。
图2为图1中2的放大示意图1.顶盖，2.金属粉末混合物，3.金属粉末盛放盒。
图4为SBF（模拟体液）浸泡结合紫外线辐照过程示意图1.MW1-Y18型紫外Hg灯，2.夹具，3.实验台，4.器皿，5. SBF（模拟体液），6. 多孔Ti-Ni-Cr合金。
具体实施方式
粉末配置过程：主要包括钛、镍、铬、银金属粉末和非金属硅、磷粉末的配置、材料充分搅拌、确定单次扭压过程金属粉末的量。其中镍、铬、银、硅、磷、钛的重量百分比为14%，3%，1%，12%，1%，其余为钛金属粉末，确定单次扭压过程金属粉末的量为500g。
扭压阶段过程：初步扭压过程压头转矩为900Nm、压头转速为2r/min、扭压时间为15min、扭压次数为2次；最终扭压过程压头转矩为1400Nm、压头转速为5r/min、扭压时间为25min、扭压次数为4次，获得晶粒细化均匀的多孔Ti-Ni-Cr合金；实现金属粉末的连续剧烈塑性变形。
多孔Ti-Ni-Cr合金成形过程：通过选用适量的质量分数为4%的氢氧化钠溶液，除去扭压阶段制得的块状金属固体中的非金属硅，发生反应（1），形成晶粒细化均匀、开孔率高、孔洞粗糙、孔隙不规则的含银多孔Ti-Ni-Cr合金。
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑  （1）
Kroll溶液浸蚀过程：用蒸馏水反复清洗多孔Ti-Ni-Cr合金成形过程，并将其烘干。将其浸泡于Kroll溶液（1 vol.HF，40 wt%和5 vol.HNO3，65 wt%的混合溶液）中浸蚀2min，并用蒸馏水清洗5次，室温干燥。
预化钙处理过程：将Kroll溶液浸蚀后的含银多孔Ti-Ni-Cr合金在lmol/L NaOH水溶液沸煮2.5h，在过饱和Na2HP04溶液中40℃处理14h后于过饱和Ca(OH)2溶液中25℃处理10h，进行预钙化。
烧结和热氧化过程：将清洗与烘干过程制得的多孔Ti-Ni-Cr合金加热到380℃，使多孔Ti-Ni-Cr合金进一步连结焊合并使多孔Ti-Ni-Cr合金热氧化。
SBF浸泡结合紫外线辐照过程：按顺序将一定量的NaCI， KC1， NaHC03，Na2HP04 .7H20，MgCl2  . 6H20 ， CaCl2 .2H20 ， Na2S04依次溶于去离子水中，并用1 mol/L的HCl和(CH20H)3CNH2缓冲液调节溶液pH至7.4，水浴恒温至37℃，得到SBF溶液；再将烧结和热氧化过程得到的多孔Ti-Ni-Cr合金浸泡于SBF中，并同时用MW1-Y18型紫外Hg灯作为紫外线辐照源辐照，时间为5h，距离为7mm，在非密闭条件下进行。
本发明并不局限于上述的具体实施形式，凡本领域技术人员不经过创造性劳动所能得到的改进，均属于本发明的保护范围内。
本发明所采用的高压扭转法和粉末冶金法与利用化学试剂除杂造孔的工艺，但均可采用现有技术，本发明并不局限于上述所列举的具体实施形式，凡本领域技术人员不经过创造性劳动所能得到的改进，均属于本发明的保护范围内。本发明所需设备为液压机。

Claims (2)

1.一种制备纳米级医用Ti-Ni-Cr多孔牙齿材料的方法，其特征在于通过高压扭转法、粉末冶金法及化学试剂腐蚀法制备出多孔纳米级Ti-Ni-Cr合金，再结合预钙化处理和紫外线辐照的方法使Ti-Ni-Cr合金表面获得一层致密的仿生磷灰石涂层，最终开发出具有高强度，高生物亲和度的纳米级医用Ti-Ni-Cr多孔牙齿材料；包括粉末配置过程、扭压过程、多孔Ti-Ni-Cr合金成形过程、Kroll溶液浸蚀过程、预化钙处理过程、烧结和热氧化过程、SBF（模拟体液）浸泡结合紫外线辐照过程，共七个过程：
（1）粉末配置过程：主要包括钛、镍、铬、银金属粉末和非金属硅、磷粉末的配置、材料充分搅拌、确定单次扭压过程金属粉末的量，其中镍、铬、银、硅、磷的重量百分比为（12%-16%），（2.5%-3.2%），（0.8%-1.4%），（10%-15%），（0.5%-1.3%），其余为金属钛，确定单次扭压过程金属粉末的量为20-500g；
（2）扭压阶段过程：选择高压扭转系统，通过高压扭转系统调整扭头的扭转转矩800-1400Nm，扭头转速为2-5r/min，调节单次扭压的时间15-30min，扭压次数2-5次，实现金属粉末的连续剧烈塑性变形；
（3）多孔Ti-Ni-Cr合金成形过程：通过选用适量的质量分数为4%的氢氧化钠溶液，除去扭压阶段制得的块状金属固体中的非金属硅，发生反应，形成晶粒细化均匀、开孔率高、孔洞粗糙、孔隙不规则的含银多孔Ti-Ni-Cr合金；
（4）Kroll溶液浸蚀过程：用蒸馏水反复清洗多孔Ti-Ni-Cr合金成形过程，并将其烘干，将其浸泡于Kroll溶液中浸蚀1-3min，并用蒸馏水清洗4-6次，室温干燥，Kroll溶液成分为：1 vol.HF，40 wt%和5 vol.HNO3，65 wt%的混合溶液；
（5）预化钙处理过程：将Kroll溶液浸蚀后的含银多孔Ti-Ni-Cr合金在1 mol/L 的NaOH水溶液沸煮1-3h，在过饱和Na2HPO4溶液中40℃处理14-16h后于过饱和Ca(OH)2溶液中25℃处理8-10h，进行预钙化；
（6）烧结和热氧化过程：将清洗与烘干过程制得的多孔Ti-Ni-Cr合金加热到380-400℃，使多孔Ti-Ni-Cr合金进一步连结焊合并使多孔Ti-Ni-Cr合金热氧化；
（7）SBF浸泡结合紫外线辐照过程：按顺序将一定量的NaCl，KCl，NaHCO3， Na2HPO4 .7H2O，MgCl2  . 6H2O，CaCl2 .2H2O，Na2SO4依次溶于去离子水中，并用1mol/L 的HCl和(CH2OH)3CNH2缓冲液调节溶液pH至7.4，水浴恒温至37℃，得到SBF溶液；再将烧结和热氧化过程得到的多孔Ti-Ni-Cr合金浸泡于SBF中，并同时用MW1-Y18型紫外Hg灯作为紫外线辐照源辐照，时间为3-6h，距离为5-20 mm，在非密闭条件下进行。
2.根据权利要求1一种制备纳米级医用Ti-Ni-Cr多孔牙齿材料的方法，其特征在于作为本发明的一种改进，配置粉末混合物500g，通过调节扭压过程参数：初步扭压过程压头转矩为900Nm、压头转速为2r/min、扭压时间为15min、扭压次数为2次；最终扭压过程压头转矩为1400Nm、压头转速为5r/min、扭压时间为25min、扭压次数为4次，获得晶粒细化均匀的多孔Ti-Ni-Cr合金；通过化学试剂腐蚀成形出不同晶粒程度的多孔Ti-Ni-Cr合金，清洗烘干后将其浸泡于Kroll溶液中浸蚀2min，并用蒸馏水清洗5次，室温干燥；在l mol/L的NaOH水溶液沸煮2.5h，在过饱和Na2HPO4溶液中40℃处理14h后于过饱和Ca(OH)2溶液中25℃处理10h，进行预钙化；将清洗与烘干过程制得的多孔Ti-Ni-Cr合金加热到380℃，使多孔Ti-Ni-Cr合金进一步连结焊合，并使多孔Ti-Ni-Cr合金热氧化；将烧结和热氧化过程得到的多孔Ti-Ni-Cr合金浸泡于SBF中，并同时用MW1-Y18型紫外Hg灯作为紫外线辐照源辐照，时间为5h，距离为7 mm，在非密闭条件下进行，最终开发出具有抗腐蚀、高强度、高生物亲和度的纳米级医用Ti-Ni-Cr多孔牙齿材料。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5250909A (en) * 1975-10-21 1977-04-23 Natl Res Inst For Metals Process for producing porous ti-ni, ti-co alloy
EP0388026A1 (en) * 1989-03-14 1990-09-19 Corning Incorporated Aluminide structures
CN1810306A (zh) * 2005-12-26 2006-08-02 天津大学 镍钛合金表面羟基磷灰石/胶原复合层的化学制备方法
CN101244294A (zh) * 2007-02-12 2008-08-20 西南交通大学 纯钛或钛合金表面制备含药物磷灰石涂层的方法
CN103074511A (zh) * 2012-11-13 2013-05-01 西北有色金属研究院 一种医用多孔植入合金材料及其制备方法
CN103611751A (zh) * 2013-11-27 2014-03-05 山东建筑大学 一种具有预应力结构的连续等方形通道温挤压方法及模具
CN104831104A (zh) * 2015-04-03 2015-08-12 东南大学 一种三维纳米多孔钛及其合金的制备方法
CN106606806A (zh) * 2015-10-21 2017-05-03 北京大学 一种Zn-Mg1Ca系锌合金及其制备方法与应用
CN106606800A (zh) * 2015-10-21 2017-05-03 北京大学 一种Zn-Fe系锌合金及其制备方法与应用
CN110279892A (zh) * 2019-06-10 2019-09-27 杭州华迈医疗器械有限公司 一种骨修复材料及其制备方法和应用

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060147335A1 (en) * 2004-12-31 2006-07-06 Bewlay Bernard P Niobium-silicide based compositions, and related articles

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5250909A (en) * 1975-10-21 1977-04-23 Natl Res Inst For Metals Process for producing porous ti-ni, ti-co alloy
EP0388026A1 (en) * 1989-03-14 1990-09-19 Corning Incorporated Aluminide structures
CN1810306A (zh) * 2005-12-26 2006-08-02 天津大学 镍钛合金表面羟基磷灰石/胶原复合层的化学制备方法
CN101244294A (zh) * 2007-02-12 2008-08-20 西南交通大学 纯钛或钛合金表面制备含药物磷灰石涂层的方法
CN103074511A (zh) * 2012-11-13 2013-05-01 西北有色金属研究院 一种医用多孔植入合金材料及其制备方法
CN103611751A (zh) * 2013-11-27 2014-03-05 山东建筑大学 一种具有预应力结构的连续等方形通道温挤压方法及模具
CN104831104A (zh) * 2015-04-03 2015-08-12 东南大学 一种三维纳米多孔钛及其合金的制备方法
CN106606806A (zh) * 2015-10-21 2017-05-03 北京大学 一种Zn-Mg1Ca系锌合金及其制备方法与应用
CN106606800A (zh) * 2015-10-21 2017-05-03 北京大学 一种Zn-Fe系锌合金及其制备方法与应用
CN110279892A (zh) * 2019-06-10 2019-09-27 杭州华迈医疗器械有限公司 一种骨修复材料及其制备方法和应用

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