CN111440961A - 活性元素掺杂的多孔钛材料及其制备方法与应用 - Google Patents

活性元素掺杂的多孔钛材料及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及公开了活性元素掺杂的多孔钛材料及其制备方法与应用。活性元素掺杂的多孔钛材料的制备方法，包括：将添加引发剂后的钛悬浮浆料注入模具中固化成型得到钛型坯，钛悬浮浆料中包括钛粉、含有活性元素的造孔剂粉、溶剂、有机单体以及交联剂，有机单体为加入引发剂后能够与交联剂发生聚合反应使钛悬浮浆料固化且固化后加热可分解并完全脱除的物质；将钛型坯加热烧结为多孔钛材料。活性元素掺杂的多孔钛材料，采用本发明提供的制备方法制得。该方法工艺灵活，制得的多孔材料精度高，可制得力学性能好，生物活性高，骨诱导能力好的多孔钛材料，非常适合应用于生物医学领域中。

Description

活性元素掺杂的多孔钛材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及材料技术领域，具体而言，涉及活性元素掺杂的多孔钛材料及其制备方法与应用。
背景技术
由于创伤、感染以及发育异常等原因导致的大体量骨缺损的临床修复的治疗上仍面临巨大的挑战。临床应用的自体骨和异体骨移植修复的治疗方法面临供区骨量不足、局部生物力学失稳、免疫排斥反应、移植后骨缺损部位血管再生障碍等不同程度的缺陷。组织工程骨生物材料为大体量的骨缺损修复的治疗提供了新的选择途径。
组织工程骨生物材料中的一大类是金属材料。钛具有高比强度、低密度、低弹性模量、耐腐蚀性和良好的生物相容性等性能，已经被广泛地研究并有一定临床应用。但钛的平均极限抗拉强度为1237MPa，平均屈服强度为1098MPa，伸长率为8.8％，弹性模量约为109Gpa，其力学性能与天然骨组织差异较大，植入后产生“应力屏蔽”效应，造成植入体的松动、脱落甚至断裂。研究者将钛植入体制备为多孔结构，通过调控孔隙率与孔隙结构来得到相近与骨组织的力学性能，能有效减轻应力屏蔽的问题，提升植入体固定的稳定性，目前已广泛地应用于骨科植入体中。但当前临床使用的单一孔隙结构人工骨不能很好地满足骨组织的新陈代谢的生理需求和生物力学的结构要求。并且由于多孔钛的生物惰性，植入后与人体骨骼只能形成简单的机械结合，缺乏骨诱导作用，与周围组织难以形成强有力的长入结合。
鉴于此，特提出本申请。
发明内容
本发明的目的在于提供一种性元素掺杂的多孔钛材料及其制备方法与应用。
本发明是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供一种活性元素掺杂的多孔钛材料的制备方法，包括：
将添加引发剂后的钛悬浮浆料注入模具中固化成型得到钛型坯，钛悬浮浆料中包括钛粉、含有活性元素的造孔剂粉、溶剂、有机单体以及交联剂，述钛悬浮浆料中，钛粉含量为20～55vol％、含有活性元素的造孔剂粉含量为5～30vol％、溶剂含量为10～50vol％、有机单体含量为5～20vol％，有机单体与交联剂的质量比为15～80:1，有机单体为加入引发剂后能够与交联剂发生聚合反应使钛悬浮浆料固化且固化后加热可分解并完全脱除的物质；
将钛型坯加热烧结为多孔钛材料。
在可选的实施方式中，添加的引发剂质量为所述有机单体质量的0.2～5％；
在可选的实施方式中，将钛悬浮浆料注入模具中，在温度20～80℃下固化成型；
在可选的实施方式中，将添加引发剂后的悬浮浆料注入模具固化成型之前还包括将引发剂加入至悬浮浆料中混合均匀，然后真空除气。
在可选的实施方式中，钛悬浮浆料还包括助剂0.05～8vol％，助剂包括分散剂、粘结剂和催化剂中至少一种；
在可选的实施方式中，分散剂包括油酸、Solsperse-6000型分散剂、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、木质素磺酸钠中的至少一种；
在可选的实施方式中，粘结剂包括琼脂、羧甲基纤维素、海藻酸钠、聚乙二醇、聚乙烯醇、石蜡和聚苯乙烯中至少一种；
在可选的实施方式中，催化剂包括N,N-二甲基苯胺和四甲基乙二胺中至少一种。
在可选的实施方式中，溶剂包括去离子水、丙酮、甲苯和乙醇中至少一种；
在可选的实施方式中，含有活性元素的造孔剂粉为不溶或难溶于溶剂，加热后分解释放气体，分解产物对人体无害且含有人体所需活性元素的物质的粉末；更优选地，含有活性元素的造孔剂粉包括碳酸镁粉、硫酸镁粉、氢氧化镁粉、氢氧化锌粉、碳酸锌粉和碳酸锶粉中至少一种；
在可选的实施方式中，有机单体包括丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯和苯乙烯中至少一种；更优选地，交联剂包括亚甲基双丙烯酰胺和NN-亚甲基双丙烯酰胺至少一种；
在可选的实施方式中，钛粉的平均粒度为5～80μm。
在可选的实施方式中，钛悬浮浆料中固相含量为25～68vol％。
在可选的实施方式中，含有活性元素的造孔剂粉末由粒度10～100μm的微米级粉末、粒度100nm～1.0μm的亚微米级粉末和粒度1～100nm的纳米粉末中至少两种不同粒径等级的粉末组成。
在可选的实施方式中，将钛型坯加热烧结为多孔钛材料包括：
脱除钛型坯中的溶剂得脱溶剂坯；然后将脱溶剂坯烧结为多孔钛材料。
在可选的实施方式中，脱除钛型坯中的溶剂是：将钛型坯进行干燥；
在可选的实施方式中，干燥温度为80～150℃，干燥时间为1～8h；进一步优选地，干燥在真空条件下进行。
脱除钛型坯中的溶剂是：将钛型坯进行干燥；
在可选的实施方式中，干燥温度为80～150℃，干燥时间为1～8h；更优选地，干燥在真空条件下进行。
在可选的实施方式中，将脱溶剂坯进烧结为多孔钛材料的烧结温度为1000～1300℃，烧结时间为0.5～3h；
在可选的实施方式中，烧结之前还包括将脱除溶剂坯在200～800℃下加热0.5～4h。
第二方面，本发明实施例提供一种活性元素掺杂的多孔钛材料，采用上述任一实施方式提供的制备方法制得。
第三方面，本发明实施例提供上述活性元素掺杂的多孔钛材料在生物医药领域中的应用。
本发明具有以下有益效果：
本发明利用凝胶注模成型工艺制造灵活性特点，可以制备出各种复杂形状的多孔钛材料，可以根据实际使用情况，对产品微小细节和尺寸进行调整，且该工艺具有近净成形特点，所制备的多孔钛产品尺寸精度和表面精度较高；选择不同的造孔剂粉末作用掺杂活性元素的原料，可使得制得的多孔钛支架中掺杂入人体所需的活性元素，大幅提升其生物活性和骨诱导能力；在要求的浆料各组分占比含量范围内保证制备得到的材料具有好的综合性能的前提下，可通过调整料浆的固相含量、含活性元素的造孔剂粉末添加量、粒度和粒度分布、烧结温度和时间来灵活控制多孔钛支架的孔隙度、孔隙尺寸及分布、开孔率和力学性能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例提供的活性元素掺杂的多孔钛材料及其制备方法与应用进行具体描述。
本发明实施例提供的活性元素掺杂的多孔钛材料的制备方法，包括：
S1、将添加引发剂后的钛悬浮浆料注入模具中固化成型得到钛型坯。
(1)先将有机单体与交联剂以质量比15～80:1的比例混合，混合后溶解于溶剂中，配制为预混液。
有机单体为加入引发剂后能够发生聚合反应使钛悬浮浆料固化且固化后加热可分解并完全脱除的物质；具体包括丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯和苯乙烯中至少一种。
优选地，交联剂包括亚甲基双丙烯酰胺和NN-亚甲基双丙烯酰胺至少一种，在实际制备中根据具体的有机单体种类选择上述合适的交联剂。
优选地，溶剂包括去离子水、丙酮、甲苯和乙醇中至少一种。
(2)在预混液加入钛粉和含活性元素造孔剂粉末，以球磨工艺混合均匀得到钛悬浮浆料。得到的钛悬浮浆料中钛粉为20～55vol％、含有活性元素的造孔剂粉为5～30vol％、溶剂为10～50vol％、有机单体为5～20vol％。
优选地，为保证制得的多孔材料的性能，含有活性元素的造孔剂粉为不溶或难溶于溶剂，加热后分解释放气体，分解产物对人体无害且含有人体所需活性元素的物质的粉末；更优选地，含有活性元素的造孔剂粉包括碳酸镁粉、硫酸镁粉、氢氧化镁粉、氢氧化锌粉、碳酸锌粉和碳酸锶粉中至少一种。
在多孔钛材料表面负载生物活性元素，制作成三元合一组织工程生物材料，能很好地促进骨组织的修复再生，人体中一些微量元素，如镁、锌、锶等，在骨组织的形成、生长、修复中起着至关重要的作用，各种离子都有其特定的生物学功能，如诱导成骨性能、诱导成血管性能、抑制破骨吸收的性能、抗菌性能等。而骨修复材料中有这些离子存在时还可以促进如BMP-2和VEGF等生长因子的分泌，进一步提升其骨修复的效果。
在制备三元合一组织工程生物材料时，常规的做法是通过在多孔钛支架表面涂覆含有生长因子或者抑菌因子的涂层，该方法有利于细胞在支架表面的润湿和依附、抑制慢性炎症等，但对诱导骨细胞和毛细血管长入方面作用有限。本申请利用凝胶注模成型工艺相较于常规的制备三合一组织工程生物材料制备方法，将能够诱骨生成的镁、锌、锶等活性元素均匀掺杂于整个多孔钛材料，所制备的修复材料具有良好的骨诱导能力和生物相容性，生物力学强度与人体骨相匹配。
优选地，为保证制得的多孔材料具有较好的力学性能，钛粉的平均粒度为5～80μm。
优选地，为保证制得的多孔材料的孔隙度在较优的范围内，钛悬浮浆料中固相含量为25～68vol％。
优选地，为了改善钛粉料浆的流动性或调整其固化性能等，钛悬浮浆料还包括助剂0.05～8vol％，括分散剂、粘结剂和催化剂中至少一种。
具体地，所述分散剂包括油酸、Solsperse-6000型分散剂、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、木质素磺酸钠中的中至少一种；所述粘结剂包括琼脂、羧甲基纤维素、海藻酸钠、聚乙二醇、聚乙烯醇、石蜡和聚苯乙烯中至少一种；所述催化剂包括N,N-二甲基苯胺和四甲基乙二胺中至少一种。分散剂的作用是促使钛粉和含活性元素的造孔剂粉均匀分散于钛悬浮浆料中，改善钛悬浮浆料流动性；粘结剂的作用是提高钛型坯固化强度；催化剂的作用是提高有机单体与交联剂的聚合速度，加快钛悬浮浆料固化成型过程。
为了保证骨缺损修复效果，制得的多孔材料的孔径应当至少大于100μm，基于增强骨组织、毛细血管生长的需要，孔径需要大于300μm。而当多孔材料存在的微孔(10～100μm)、微纳孔(<10μm)时对细胞的润湿和依附生长具有至关重要的作用。故，优选地，本申请中，含有活性元素的造孔剂粉末由粒度10～100μm的微米级粉末、粒度100nm～1.0μm的亚微米级粉末和粒度1～100nm的纳米粉末中至少两种不同粒径等级的粉末组成。
(3)向钛悬浮浆料中加入引发剂，添加的引发剂质量为所述有机单体质量的0.2～5％。搅拌均匀后真空除气，随后注入中空的模具中，在20～80℃下保温，钛悬浮浆料中的有机单体聚合生成三维网络状聚合物，将钛粉和造孔剂粉末包覆固定，使钛悬浮浆料固化，制得所需的钛型坯。
S2、脱除所述钛型坯中的溶剂得脱溶剂坯。
优选地，脱除溶剂的方式为干燥。具体做法是将钛型坯置于80～150℃下真空干燥1～4小时，将其中的溶剂脱除得到脱溶剂坯。
S3、将脱溶剂坯烧结为多孔钛材料。
干燥后的钛型坯在真空炉中200～800℃保温0.5～4h，其中的有机物分解脱除、含活性元素的造孔剂粉末受热分解，留下一定尺寸的孔隙；随后升温至1000～1300℃保温0.5～3小时，烧结制备出多孔钛支架。
本发明实施例提供的活性元素掺杂的多孔钛材料的制备方法具有以下优点：
(1)制造的灵活性：利用凝胶注模成型工艺制造灵活性特点，可以制备出各种复杂形状的多孔钛材料，且可以根据实际使用情况，对产品微小细节和尺寸进行调整。
(2)良好的生物活性：选择不同的造孔剂粉末，在多孔钛支架中掺杂入镁、锌或锶等人体必需的活性元素，可大幅提升其生物活性和骨诱导能力。
(3)精度高：凝胶注模成形工艺具有近净成形特点，所制备的多孔钛产品尺寸精度和表面精度较高。
(4)孔隙度、孔隙尺寸和分布可控：可通过调整料浆的固相含量、含活性元素的造孔剂粉末添加量、粒度和粒度分布、烧结温度和时间来控制多孔钛支架的孔隙度、孔隙尺寸及分布、开孔率和力学性能。
本发明实施例提供一种活性元素掺杂的多孔钛材料，采用本发明实施例提供的制备方法制得。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本发明实施例提供的一种性元素掺杂的多孔钛材料的制备方法具体为：
(1)钛悬浮浆料制备
1.将88mL(80g)有机单体苯乙烯、1g交联剂亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)和32mL溶剂二甲苯混合均匀，配制成约120mL预混液；
2.在预混液中加入144.3g(20vol％)平均粒度80μm的钛粉、18.9g(5vol％)平均粒度0.5μm的氢氧化镁粉末，制成固相含量为25vol％的钛悬浮浆料，并在其中加入0.05vol％的分散剂六偏磷酸钠和0.1vol％的催化剂四甲基乙二胺，以改善钛悬浮浆料的流动性。上述加入的各原料的体积百分比均指占钛悬浮浆料的体积百分比含量。
(2)凝胶注模成型
向钛悬浮浆料中添加0.16g的引发剂过氧化苯甲酰，搅拌均匀后真空除气，随后注入中空的模具中，在80℃保温，钛悬浮浆料中的有机单体聚合生成三维网络状聚合物，将钛粉和造孔剂粉末包覆固定，使钛悬浮浆料固化，制得所需的钛型坯。
(3)干燥：钛型坯在真空干燥箱内80℃干燥1小时。
(4)脱脂、造孔和烧结
在保护气氛下，将钛型坯在200℃保温4小时将坯体中的聚合物和助剂脱除；升温至800℃保温1小时，造孔剂氢氧化镁粉末分解，生成氧化镁、H2O并留下微米级孔隙。
最终钛型坯在1000℃温度内进行烧结，烧结时间为3h，制得活性元素掺杂的多孔钛材料。制得活性镁离子掺杂、孔隙度65.2％、具有微米级孔隙结构的多孔钛支架，其孔隙结构和力学性能与人体松质骨基本匹配。
实施例2
(1)钛悬浮浆料制备
1.将16mL(17.2g)有机单体甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和1.15g交联剂亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)混合均匀后，溶解于24mL溶剂甲苯中，配制成约40mL预混液；
2.在预混液中加入90g(31.2vol％)平均粒度5μm的钛粉、8g(4.5vol％)平均粒度20nm的硫酸镁粉末和5g(1.8vol％)平均粒度10μm的碳酸锌粉末，制成总固相含量为37.5vol％的钛悬浮浆料，并在其中加入0.2vol％的分散剂油酸，以改善钛悬浮浆料的流动性。上述加入的各原料的体积百分比均指占钛悬浮浆料的体积百分比含量。
(2)凝胶注模成型
向钛悬浮浆料中添加0.86g的引发剂过氧化苯甲酰，搅拌均匀后真空除气，随后注入中空的模具中，在20℃保温，钛悬浮浆料中的有机单体聚合生成三维网络状聚合物，将钛粉和造孔剂(硫酸镁和碳酸锌)粉末包覆固定，使钛悬浮浆料固化，制得所需的钛型坯。
(3)干燥：钛型坯在真空干燥箱内120℃干燥2小时；
(4)脱脂、造孔和烧结
在保护气氛下，将钛型坯在300℃保温4小时将坯体中的有机物和助剂脱除；升温至350℃保温1小时，造孔剂碳酸锌粉末分解，生成氧化锌、释放CO2并留下微米级孔隙；继续升温至900℃保温3小时，造孔剂硫酸镁粉末分解，生成氧化镁、释放少量SO2并留下纳米级孔隙。
最终钛型坯在1000℃温度内进行烧结，烧结时间为1.5h，制得镁和锌掺杂、孔隙度50.5％、具有纳米级和微米级孔隙结构的多孔钛支架，其孔隙结构及力学性能与自然骨基本匹配，适合作为人造骨替代材料。
实施例3
(1)钛粉料浆制备
1.将12mL(13.5g)有机单体丙烯酰胺、0.5g交联剂NN-亚甲基双丙烯酰胺、10mL去离子水混合均匀，配制成约22mL预混液；
2.在预混液中加入117.8g(55vol％)平均粒度80μm的钛粉、18g(10vol％)平均粒度10nm的碳酸锶粉末、23g(11vol％)平均粒度0.8μm的碳酸镁和13.3g(9vol％)平均粒度50μm的氢氧化锌粉末，制成固相含量为68vol％的钛悬浮浆料，并在其中加入0.1vol％的粘结剂聚乙二醇和0.05vol％的催化剂N,N-二甲基苯胺，提高钛悬浮浆料的成型性。上述加入的各原料的体积百分比均指占钛悬浮浆料的体积百分比含量。
(2)凝胶注模成型
向钛悬浮浆料中添加0.27g的引发剂过硫酸铵，搅拌均匀后真空除气，随后注入中空的模具中，在60℃保温，钛悬浮浆料中的丙烯酰胺聚合生成三维网络状聚合物，将钛粉和造孔剂粉末包覆固定，使钛悬浮浆料固化，制得所需的钛型坯。
(3)干燥：钛型坯在真空干燥箱内80℃干燥4小时。
(4)脱脂、造孔和烧结
在保护气氛下，将钛型坯在130℃保温1小时，造孔剂氢氧化锌粉末分解，生成氧化锌、H2O且留下孔径约30μm的孔隙；随后钛型坯在600℃保温2小时将坯体中的聚合物和助剂脱除；升温至540℃保温1小时，造孔剂碳酸镁粉末分解，生成氧化镁、释放CO2并留下微米级孔隙；继续升温至1100℃保温1小时，造孔剂碳酸锶粉末分解，生成氧化锶、释放少量CO2并留下纳米级孔隙。
最终钛型坯在1300℃温度内进行烧结，烧结时间为0.5h，制得镁、锌和锶掺杂、孔隙度30.7％、具有纳米级、亚微米级和微米级孔隙结构的多孔钛支架，其孔隙结构和力学性能与人体骨基本一致，具有良好生物活性，适合作为人造骨替代材料。
实施例4
(1)钛悬浮浆料制备
1.将20mL(18.2g)有机单体苯乙烯、0.3g交联剂亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)和10mL溶剂二甲苯混合均匀，配制成约30mL预混液；
2.在预混液中加入232.5g(55vol％)平均粒度80μm的钛粉、45.1g(13vol％)平均粒度5μm的碳酸锶粉末，制成固相含量为68vol％的钛悬浮浆料，并在其中加入0.1vol％的Solsperse-6000型分散剂，以改善钛悬浮浆料的流动性。上述加入的各原料的体积百分比均指占钛悬浮浆料的体积百分比含量。
(2)凝胶注模成型
向钛悬浮浆料中添加0.18g的引发剂过氧化苯甲酰，搅拌均匀后真空除气，随后注入中空的模具中，在40℃保温，钛悬浮浆料中的有机单体聚合生成三维网络状聚合物，将钛粉和造孔剂粉末包覆固定，使钛悬浮浆料固化，制得所需的钛型坯。
(3)干燥：钛型坯在真空干燥箱内150℃干燥1小时。
(4)脱脂、造孔和烧结
在保护气氛下，将钛型坯在350℃保温3小时将坯体中的聚合物和助剂脱除；升温至380℃保温1小时，造孔剂氢氧化镁粉末分解，生成氧化镁、H2O并留下微米级孔隙。
最终钛型坯在1100℃温度内进行烧结，烧结时间为2h，制得活性镁离子掺杂、孔隙度20.5％、开孔隙度11.9％、具有微米级孔隙结构的多孔钛支架，其孔隙结构和力学性能与人体致密骨基本匹配。
对比例1
本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：钛粉含量为15vol％，相对于实施例1钛悬浮浆料固相含量过低，所制备的钛型坯成型效果差，无法烧结成多孔钛材料。
对比例2
本对比例与实施例4基本相同，不同之处仅在于：未添加含活性元素的造孔剂粉，相对于实施例4，本对比例钛悬浮浆料固相含量55vol％、溶剂量对应增多。所制备的多孔钛材料无活性元素掺杂、孔隙度仅18.1％。
实验例
以实施例2中的活性元素掺杂的多孔钛材料的制备为例，制备步骤与实施例2中相似，不同之处仅在于制备过程中，采用的烧结温度不同、烧结时间均为1.5h。采用排水法测试多孔钛材料孔隙度，采用万能材料试验机测试其弹性模量。下表1中归纳了烧结温度对所制备多孔钛材料孔隙率和弹性模量的影响。
Figure BDA0002487955890000121
烧结温度的升高会促进多孔钛的烧结致密、孔隙率下降，同时也使得多孔钛材料弹性模量上升。如烧结温度由950℃升高至1300℃，含6.3vol％造孔剂粉的多孔钛材料孔隙率由53.8％降低至38.6％，弹性模量由3.7GPa提高至10.2GPa。因此，作为优选的，可以选择在1000℃烧结，可以得到孔隙率为50.5％、弹性模量5.1GPa的多孔钛材料，与人体骨孔隙结构和力学性能相近。
综上所述，本发明提供的活性元素掺杂的多孔钛材料的制备方法，利用凝胶注模成型工艺制造灵活性特点，可以制备出各种复杂形状的多孔钛材料，且可以根据实际使用情况，对产品微小细节和尺寸进行调整，且该工艺具有近净成形特点，所制备的多孔钛产品尺寸精度和表面精度较高；选择不同的造孔剂粉末作用掺杂活性元素的原料，可使得制得的多孔钛支架中掺杂入人体所需的活性元素，大幅提升其生物活性和骨诱导能力；在要求的浆料各组分占比含量范围内保证制备得到的材料具有好的综合性能的前提下，可通过调整料浆的固相含量、含活性元素的造孔剂粉末添加量、粒度和粒度分布、烧结温度和时间来灵活控制多孔钛支架的孔隙度、孔隙尺寸及分布、开孔率和力学性能。
本发明提供的活性元素掺杂的多孔钛材料，其采用本发明提供的制备方法制得，该活性元素掺杂的多孔钛材料力学性能好，孔隙度和弹性模量可与人体骨骼相当，且孔隙中附着有良好生物活性的人体所需的微量元素，生物活性高，骨诱导能力好，可作为非常好的人体骨骼替代体，应用于生物医学领域中。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种活性元素掺杂的多孔钛材料的制备方法，其特征在于，包括：
将添加引发剂后的钛悬浮浆料注入模具中固化成型得到钛型坯，所述钛悬浮浆料中包括钛粉、溶剂、有机单体、交联剂以及含有活性元素的造孔剂粉，所述钛悬浮浆料中，所述钛粉含量为20～55vol％、所述含有活性元素的造孔剂粉含量为5～30vol％、所述溶剂含量为10～50vol％、所述有机单体含量为5～20vol％，所述有机单体与所述交联剂的质量比为15～80:1，所述有机单体为加入所述引发剂后能够与所述交联剂发生聚合反应使所述钛悬浮浆料固化且固化后加热可分解并完全脱除的物质；
将所述钛型坯加热烧结为多孔钛材料。
2.根据权利要求1所述的活性元素掺杂的多孔钛材料的制备方法，其特征在于，添加的所述引发剂质量为所述有机单体质量的0.2～5％；
优选地，将所述钛悬浮浆料注入模具中，在温度20～80℃下固化成型；
优选地，将添加所述引发剂后的所述悬浮浆料注入模具固化成型之前还包括将所述引发剂加入至所述悬浮浆料中混合均匀，然后真空除气。
3.根据权利要求1所述的活性元素掺杂的多孔钛材料的制备方法，其特征在于，所述钛悬浮浆料还包括助剂0.05～8vol％，所述助剂包括分散剂、粘结剂和催化剂中至少一种；
优选地，所述分散剂包括油酸、Solsperse-6000型分散剂、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、木质素磺酸钠中的至少一种；
优选地，所述粘结剂包括琼脂、羧甲基纤维素、海藻酸钠、聚乙二醇、聚乙烯醇、石蜡和聚苯乙烯中至少一种；
优选地，所述催化剂包括N,N-二甲基苯胺和四甲基乙二胺中至少一种。
4.根据权利要求1所述的活性元素掺杂的多孔钛材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括去离子水、丙酮、甲苯和乙醇中至少一种；
优选地，所述含有活性元素的造孔剂粉为不溶或难溶于所述溶剂，加热后分解释放气体并留下孔隙，分解产物对人体无害且含有人体所需活性元素的物质的粉末；更优选地，所述含有活性元素的造孔剂粉包括碳酸镁粉、硫酸镁粉、氢氧化镁粉、氢氧化锌粉、碳酸锌粉和碳酸锶粉中至少一种；
优选地，所述有机单体包括丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯和苯乙烯中至少一种；更优选地，所述交联剂包括亚甲基双丙烯酰胺和NN-亚甲基双丙烯酰胺至少一种；
优选地，所述钛粉的平均粒度为5～80μm。
5.根据权利要求1所述的活性元素掺杂的多孔钛材料的制备方法，其特征在于，所述钛悬浮浆料中固相含量为25～68vol％。
6.根据权利要求1所述的活性元素掺杂的多孔钛材料的制备方法，其特征在于，所述含有活性元素的造孔剂粉末由粒度10～100μm的微米级粉末、粒度100nm～1.0μm的亚微米级粉末和粒度1～100nm的纳米粉末中至少两种不同粒径等级的粉末组成。
7.根据权利要求1所述的活性元素掺杂的多孔钛材料的制备方法，其特征在于，将所述钛型坯加热烧结为多孔钛材料包括：
脱除所述钛型坯中的溶剂得脱溶剂坯；然后将所述脱溶剂坯烧结为多孔钛材料；
优选地，脱除所述钛型坯中的溶剂是：将所述钛型坯进行干燥；
更优选地，干燥温度为80～150℃，干燥时间为1～8h；进一步优选地，干燥在真空条件下进行。
8.根据权利要求7所述的活性元素掺杂的多孔钛材料的制备方法，其特征在于，将所述脱溶剂坯进烧结为多孔钛材料的烧结温度为1000～1300℃，烧结时间为0.5～3h；
优选地，烧结之前还包括将所述脱除溶剂坯在200～800℃下加热0.5～4h。
9.一种活性元素掺杂的多孔钛材料，其特征在于，采用如权利要求1～8任一项所述的制备方法制得。
10.如权利要求9所述的活性元素掺杂的多孔钛材料在生物医药领域中的应用。
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