CN114855024A - 多孔钽医用植入材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本申请属于医用材料技术领域，尤其涉及一种多孔钽医用植入材料及其制备方法和应用。其中，孔钽医用植入材料的制备方法，包括步骤：制备金属泡沫体，金属泡沫体中孔隙相互连通；将金属粉填充到金属泡沫体的孔隙中，得到复合体，其中，金属粉包括钽粉；对复合体进行放电等离子体烧结处理，得到烧结体；去除烧结体中金属泡沫体，得到多孔钽医用植入材料。本申请提供的孔钽医用植入材料的制备方法，采用放电等离子体烧结处理，实现低温烧结，避免钽粉熔融，使多孔钽医用植入材料具有粗糙的表面形貌。有利于细胞的粘附和生长，内部通孔结构有利于细胞、组织向内分化生长，提高植入的稳定性效果，增加生物相容性。
Description
技术领域
本申请属于医用材料技术领域，尤其涉及一种多孔钽医用植入材料及其制备方法和应用。
背景技术
由于手术创伤，重度龋齿造成的牙齿缺损和意外造成的骨缺损严重影响人类健康和生活质量。随着生物医学材料、口腔医学、微创手术和先进制造等领域科学与技术的发展，出现了牙齿种植技术，随后人们也发现生物金属植入骨骼中能够与周围的骨组织结合再一起。纯钛和钛合金骨种植体逐渐商业化，但是钛及钛合金种植体表面是生物活性，只能缓慢与表面骨结合，不能快速促进骨生长，使得种植周期较长，难以实现即刻种植。钽作为生物医用金属，具有良好的抗疲劳性，耐腐蚀性，且与周围的骨组织具有良好的生物相容性和生物活性。目前，多孔钽的制备方法主要有以下几种：气相沉积法、泡沫浸渍法和增材制造等方法，都具有良好的多孔结构。由于多孔钽具有良好的多孔结构，有利于骨向内生长，且具有无细胞毒性、孔隙率高和孔隙分布均匀等特性。
现有技术已公开了3D打印的多孔钽棒，孔分布均匀可控，目前已将多孔钽加工成各种植入假体，并且应用于临床。但是，钽的熔点高达2996℃，容易氧化造成力学性能下降，因此不易制备种植体。另外，公开了通过在玻璃碳骨架表面沉积钽金属得到多孔结构，然后采用分体机械组合方式将钛合金主体和中部多孔钽薄膜组合到一起，但是，这种技术是在扭转力的作用下存在分层脱离风险，同时表面的钽涂层在体内也会存在结合力不牢固而脱落。采用有机泡沫体通过泡沫浸渍法制备多孔钽的工艺，难以控制孔径大小和连通性等，使材料不能充分、准确地完成所需功能，孔结构单一使得其不能满足多种功能需求。且不论是有机泡沫体浸渍法还是3D打印技术都是需要将钽粉加热至玻璃化温度以上，经保温、冷却、脱模制得多孔支架，耗费的能量更多，制备时间更长。
发明内容
本申请的目的在于提供一种多孔钽医用植入材料及其制备方法，以及一种多孔钽医用植入材料的应用，旨在一定程度上解决现有多孔钽的制备方法难以控制孔径大小和孔连通性，且制备的多孔钽生物相容性差的问题。
为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
第一方面，本申请提供一种多孔钽医用植入材料的制备方法，包括以下步骤：
制备金属泡沫体，金属泡沫体中孔隙相互连通；
将金属粉填充到金属泡沫体的孔隙中，得到复合体，其中，金属粉包括钽粉；
对复合体进行放电等离子体烧结处理，得到烧结体；
去除烧结体中金属泡沫体，得到多孔钽医用植入材料。
进一步地，放电等离子体烧结处理的温度条件为1000～1200℃，压力条件为10～50MPa，处理时间为4～8分钟。
进一步地，金属泡沫体中孔隙率为50％～70％。
进一步地，金属泡沫体中孔径大小为40～80μm。
进一步地，金属泡沫体选自铁泡沫体、镍泡沫体、铝泡沫体、钛泡沫体中的至少一种。
进一步地，将金属粉填充到金属泡沫体的孔隙中的步骤包括：将金属粉制成浆料后填充到金属泡沫体的孔道内。
进一步地，金属粉的粒径大小为0.5～1μm。
进一步地，金属粉还包括铌粉、铜粉、银粉中的至少一种。
进一步地，去除烧结体中金属泡沫体的步骤包括：将烧结体与酸性溶液或碱性溶液混合处理，使烧结体中金属泡沫体溶解到溶液中，得到多孔钽医用植入材料。
进一步地，酸性溶液或者碱性溶液的浓度为0.1～10mol/L。
第二方面，本申请提供一种多孔钽医用植入材料，该多孔钽医用植入材料中孔隙率为30～50％，孔径大小为0.3～1mm。
第三方面，本申请提供一种多孔钽医用植入材料的应用，将上述方法制备的多孔钽医用植入材料或者上述的多孔钽医用植入材料应用到椎间融合器、人工髋臼杯、骨填充材料、骨螺钉中的至少一个领域。
本申请第一方面提供的多孔钽医用植入材料的制备方法，将包括钽粉的金属粉填充到金属泡沫体相互连通的孔隙内形成复合体，然后对复合体进行放电等离子体烧结处理，该烧结处理方式在放电等离子体的协同作用下，相对较低的温度即可实现烧结目的。低温烧结有效避免了高温烧结时钽金属粉熔融，从而使复合体中钽金属粉在烧结成整体的同时，钽粉烧结体能保持较高的表面粗糙度。再去除烧结体中金属泡沫体，即得到多孔钽医用植入材料，不但内部具有相互连通的多孔结构，而且具有粗糙的表面形貌。将其应用作为医用植入物，具有良好的抗疲劳性，耐腐蚀性，无细胞毒性，与周围的骨组织具有良好的生物相容性，且其表面粗糙形貌有利于细胞的粘附和生长，内部通孔结构有利于细胞、组织向内分化生长，尤其是具有优异的骨组织结合能力，有利于骨细胞粘附和成骨分化，提高植入的稳定性效果，增加生物相容性。
本申请第二方面提供的多孔钽医用植入材料由上述方法制得，该多孔钽医用植入材料中孔隙相互贯通，孔隙率为30～50％，孔径大小为0.3～1mm，孔隙丰富，分布均匀，而且具有粗糙的表面形貌。将其作为医用植入物，具有良好的抗疲劳性，耐腐蚀性，无细胞毒性，且其表面粗糙形貌有利于细胞的粘附和生长，内部通孔结构有利于细胞、组织向内分化生长，尤其是具有优异的骨组织结合能力，有利于骨细胞粘附和成骨分化，提高植入的稳定性效果，增加生物相容性。
本申请第三方面提供的多孔钽医用植入材料的应用，将多孔钽医用植入材料应用到椎间融合器、人工髋臼杯、骨填充材料、骨螺钉中的至少一个领域，在这些应用领域中多孔钽医用植入材料均有较好的应用前景，细胞、组织与多孔钽医用植入材料结合稳定性好，植入效果好。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的多孔钽医用植入材料的制备方法的流程示意图；
图2是本申请实施例1和对比例1采用的泡沫钛形貌图；
图3是本申请实施例1和2中采用的钽粉的形貌图；
图4是本申请实施例1多孔钽医用植入材料的形貌图；
图5是本申请实施例2多孔钽医用植入材料的形貌图；
图6是本申请对比例1多孔钽医用植入材料的形貌图；
图7是本申请对比例2多孔钽医用植入材料的形貌图；
图8是本申请实施例1多孔钽医用植入材料的EDX图谱；
图9是本申请实施例1多孔钽医用植入材料的EDX能谱。
具体实施方式
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a，b或c中的至少一项(个)”，或，“a，b和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a，b，c，a-b(即a和b)，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c分别可以是单个，也可以是多个。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
如附图1所示，本申请实施例第一方面提供一种多孔钽医用植入材料的制备方法，包括以下步骤：
S10.制备金属泡沫体，金属泡沫体中孔隙相互连通；
S20.将金属粉填充到金属泡沫体的孔隙中，得到复合体，其中，金属粉包括钽粉；
S30.对复合体进行放电等离子体烧结处理，得到烧结体；
S40.去除烧结体中金属泡沫体，得到多孔钽医用植入材料。
本申请实施例第一方面提供的多孔钽医用植入材料的制备方法，将包括钽粉的金属粉填充到金属泡沫体相互连通的孔隙内形成复合体，然后对复合体进行放电等离子体烧结处理，该烧结处理方式在放电等离子体的协同作用下，通电电极将烧结电源和压制压力施加于复合体中粉末，脉冲电流产生的等离子体、烧结过程中的加压、以及低电压、高电流等特征，能使金属粉末快速烧结致密，有利于降低粉末的烧结温度，通过放电活化、热塑变形等过程，在相对较低的温度即可实现粉末冶金烧结目的。低温烧结有效避免了高温烧结时钽金属粉熔融，从而使复合体中钽金属粉在烧结成整体的同时，钽粉烧结体能保持较高的表面粗糙度。再去除烧结体中金属泡沫体，即得到多孔钽医用植入材料，不但内部具有相互连通的多孔结构，而且具有粗糙的表面形貌。将其应用作为医用植入物，具有良好的抗疲劳性，耐腐蚀性，无细胞毒性，与周围的骨组织具有良好的生物相容性，且其表面粗糙形貌有利于细胞的粘附和生长，内部通孔结构有利于细胞、组织向内分化生长，尤其是具有优异的骨组织结合能力，有利于骨细胞粘附和成骨分化，提高植入的稳定性效果，增加生物相容性。
在一些实施例中，上述步骤S10中，制备金属泡沫体的方法包括不限于，通过电沉积方法制备金属泡沫体。也可以直接采用商业化的金属泡沫体作为模板。本申请实施例采用金属泡沫体作为制作多孔钽医用植入材料的模板骨架，相对于有机泡沫体具有几方面的优势：首先，由于金属烧结不会收缩，而有机物的烧结会收缩，因此本申请实施例金属泡沫体烧结之后内部相互连通的孔道尺寸不会发生很大的变化。其次，有机的泡沫体作为骨架厚度相比于金属泡沫体作为骨架更难控制，通过电化学沉积方法制备的金属泡沫体可以很好地控制泡沫的孔隙及梁的厚度。再次，金属粉填充进入金属泡沫体更容易，可以直接采用滚筒式的方法将粉末压进金属泡沫体，而有机泡沫体由于容易变形，粉末比较难进入到有机泡沫体最里面。另外，有机泡沫体由于容易压缩，因此在压缩过程中骨架就会被压缩的很细，因此容易连在一起，而金属泡沫体即便是压缩在一起，他的本征骨架还是会填充在粉体里面不会收缩，因此可以很好地保持孔的大小。本申请实施例可以通过改变金属泡沫体骨架的大小和孔的大小来调节其孔隙率，同时泡沫体中金属骨架是相互连通的，在压缩及烧结过程中都是保持连通状态，因此不会形成闭孔。
在一些实施例中，金属泡沫体中孔隙率为50％～70％；该孔隙率大小充分确保了制备的多孔钽医用植入材料具有高孔隙率，且孔隙分布均匀。若金属泡沫体的孔隙率过高，则制备的多孔钽医用植入材料孔隙率低，不利于细胞附着生长；若金属泡沫体的孔隙率过低，则不利于金属粉填充，且制备的多孔钽医用植入材料孔隙率过大降低了材料抗疲劳性和机械强度。在一些具体实施例中，金属泡沫体中孔隙率包括但不限于50％、52％、55％、58％、60％、70％等。
在一些实施例中，金属泡沫体中孔径大小为40～80μm，该孔径大小有利于金属粉充分填充到孔隙内，确保金属粉的填充效果，有利于制得多孔钽医用植入材料。若孔径过小，则不利于金属粉填充到金属泡沫体的通孔内；若孔径过大，则降低了孔隙分布的均匀性，从而影响多孔钽医用植入材料中孔隙分布。在一些具体实施例中，金属泡沫体中孔径大小包括但不限于40μm、50μm、60μm、70μm、80μm等。
在一些实施例中，金属泡沫体选自铁泡沫体、镍泡沫体、铝泡沫体、钛泡沫体中的至少一种，这些金属泡沫体作为制备多孔钽医用植入材料的骨架，在烧结过程中不会收缩，金属粉容易填充进入金属泡沫体。通过改变金属泡沫体骨架的大小和孔的大小可灵活调节金属泡沫体的孔隙率，同时泡沫体中金属骨架是相互连通的，在压缩及烧结过程中都是保持连通状态，因此不会形成闭孔，有利于制备孔隙丰富、孔隙分布均匀、孔隙相互连通的多孔钽医用植入材料。
在一些实施例中，上述步骤S20中，将金属粉填充到金属泡沫体的孔隙中的步骤包括：将金属粉制成浆料后填充到金属泡沫体的孔道内。在另一些实施例中，由于金属泡沫体结构稳定性好，内部孔隙不易坍塌，可采用滚筒式等方法将金属粉末压进金属泡沫体的孔隙内。
在一些实施例中，将金属粉与粘接剂、分散剂和溶剂等配置成金属粉浆料，再将金属粉浆料填充到金属泡沫体的孔道内，干燥后得到金属粉与金属泡沫体的复合体。本申请实施例对粘接剂和分散剂以及溶剂不做具体限定，只要能将金属粉配置成浆料有利于金属粉填充到金属泡沫体中即可。浆料中，粘接剂、分散剂和溶剂的用量只要有利于金属粉填充到金属泡沫体中即可。
在一些实施例中，金属粉的粒径大小为0.5～1μm；该粒径大小的金属粉不但有利于金属粉填充到金属泡沫体的内部通孔中，而且使形成的金属粉烧结体表面有合适的粗糙度。放电等离子体烧结处理在放电等离子体的协同作用下，烧结温度较低，不会导致金属粉熔融，使烧结体中金属粉基本能够保持颗粒状态。因而使制得的多孔钽医用植入材料具有粗糙的表面形貌，有利于细胞的粘附和生长，内部通孔结构有利于细胞、组织向内分化生长，提高植入效果和生物相容性。若金属粉的粒径过大，则既不利于金属粉填充到金属泡沫体中，且会影响金属粉烧结体的稳定性，粒径过大也会降低表面粗糙度；若金属粉的粒径过小，则形成的金属粉烧结体表面粗糙度过低，不利于细胞附着生长。在一些具体实施例中，金属粉的粒径大小包括但不限于0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1.0μm等。
在一些实施例中，金属粉还包括铌粉、铜粉、银粉中的至少一种，其中，铌金属粉同样具有好的生物相容性和高熔点，铜粉或银粉与钽粉复合有利于提高多孔钽医用植入材料的抗菌性，从而进一步提高多孔钽医用植入材料的应用性能。
在一些实施例中，上述步骤S30中，放电等离子体烧结处理的温度条件为1000～1200℃，压力条件为10～50MPa，处理时间为4～8分钟，在放电等离子体的协同作用下，相对较低的温度即可实现烧结目的，能够避免高温烧结时钽金属粉熔融，使复合体中钽金属粉在烧结成整体的同时，钽粉烧结体能保持较高的表面粗糙度。
在一些实施例中，上述步骤S40中，去除烧结体中金属泡沫体的步骤包括：将烧结体与酸性溶液或碱性溶液混合处理，使烧结体中金属泡沫体溶解到溶液中，得到多孔钽医用植入材料。在一些具体实施例中，当金属泡沫体选自泡沫铁、泡沫钛、泡沫镍时，则用酸性溶液浸泡烧结体，使金属泡沫体溶解到酸性溶液中；当金属泡沫体选自泡沫铝时，使用碱性溶液浸泡烧结体，通过碱性溶液腐蚀泡沫铝，得到多孔钽医用植入材料。
在一些实施例中，酸性溶液或者碱性溶液的浓度为0.1～10mol/L，该浓度的酸性溶液或碱性溶液既能够溶解去除烧结体中金属泡沫体，又不会对钽等金属粉造成腐蚀。若酸性溶液或碱性溶液的浓度过高，则会在一定程度上腐蚀钽等金属粉烧结体，降低表面粗糙度，甚至破坏多孔钽医用植入材料的结构稳定性；若酸性溶液或碱性溶液的浓度过低，则对烧结体中金属泡沫骨架的溶解去除效率不佳，容易残留在多孔钽医用植入材料中，影响材料的植入效果。
本申请实施例第二方面提供一种多孔钽医用植入材料，该多孔钽医用植入材料中孔隙相互贯通，孔隙率为30～50％，孔径大小为0.3～1mm。孔径范围跟模板相关，模板的孔径为50-70％，多孔钽的孔径范围为30％-50％。
本申请实施例第二方面提供的多孔钽医用植入材料由上述方法制得，该多孔钽医用植入材料中孔隙相互贯通，孔隙率为30～50％，孔径大小为0.3～1mm，孔径范围跟模板相关，模板的孔隙率为50～70％，多孔钽的孔隙率范围为30％～50％。孔隙丰富，分布均匀，而且具有粗糙的表面形貌。将其作为医用植入物，具有良好的抗疲劳性，耐腐蚀性，无细胞毒性，且其表面粗糙形貌有利于细胞的粘附和生长，内部通孔结构有利于细胞、组织向内分化生长，尤其是具有优异的骨组织结合能力，有利于骨细胞粘附和成骨分化，提高植入的稳定性效果，增加生物相容性。
在一些具体实施例中，多孔钽医用植入材料中孔隙率包括但不限于35～50％、38～50％、40～50％、42～50％、44～50％、46～50％、48～50％等，孔径大小包括但不限于0.3～1mm、0.5～1mm、0.6～1mm、0.7～1mm、0.8～1mm、0.5～0.9mm、0.5～0.8mm、0.5～0.7mm、0.5～0.6mm、0.9～1mm等。
本申请实施例方法可通过上述实施例方法制得。
本申请实施例第三方面提供一种多孔钽医用植入材料的应用，将上述方法制备的多孔钽医用植入材料或者上述的多孔钽医用植入材料应用到椎间融合器、人工髋臼杯、骨填充材料、骨螺钉中的至少一个领域。
本申请实施例第三方面提供的多孔钽医用植入材料的应用，将多孔钽医用植入材料应用到椎间融合器、人工髋臼杯、骨填充材料、骨螺钉中的至少一个领域，在这些应用领域中多孔钽医用植入材料均有较好的应用前景，细胞、组织与多孔钽医用植入材料结合稳定性好，植入效果好。
为使本申请上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解，以及本申请实施例多孔钽医用植入材料及其制备方法和应用的进步性能显著的体现，以下通过多个实施例来举例说明上述技术方案。
实施例1
一种多孔钽医用植入材料，其制备包括步骤：
S10.获取具有相互连通孔隙的泡沫钛作为骨架，其中，泡沫钛的形貌图如附图2所示；
S20.采用滚筒式将钽粉填充到泡沫钛的内部孔隙中，得到复合体；
S30.在压力为40MPa，温度为1200℃的条件下对复合体进行放电等离子体烧结处理5分钟，得到烧结体；
S40.采用浓度为1mol/L HF溶液浸泡烧结体2小时，溶解去除烧结体中泡沫钛，得到多孔钽医用植入材料，样品直径为15mm。
实施例2
一种多孔钽医用植入材料，其制备包括步骤：
S10.获取具有相互连通孔隙的泡沫铁作为骨架；
S20.将聚乙烯醇有机粘结剂与乙醇分散剂配制成的溶液和钽粉做成浆料，将钽粉浆料填充到泡沫铁的内部孔隙中，干燥得到复合体；
S30.在压力为40MPa，温度为1200℃的条件下对复合体进行放电等离子体烧结处理5分钟，得到烧结体；
S40.采用浓度为6mol/L的稀盐酸溶解去除烧结体中泡沫钛，得到多孔钽医用植入材料，样品直径为15mm。
对比例1(烧结方式不同)
一种多孔钽医用植入材料，其制备包括步骤：
S10.获取具有相互连通孔隙的泡沫钛作为骨架；
S20.采用滚筒式将钽粉填充到泡沫钛的内部孔隙中，得到复合体；
S30.在温度为2000℃的真空烧结条件下对复合体进行烧结处理1小时得到烧结体；
S40.采用浓度为1mol/L HF溶液浸泡烧结体2小时，溶解去除烧结体中泡沫钛，得到多孔钽医用植入材料，样品直径为15mm。
对比例2(泡沫骨架不同)
一种多孔钽医用植入材料，其制备包括步骤：
S10.获取聚氨酯有机泡沫体作为骨架；
S20.采用滚筒式将钽粉填充到有机泡沫体的内部孔隙中，得到复合体；
S30.在压力为40MPa，温度为1200℃的条件下对复合体进行放电等离子体烧结处理5分钟，得到烧结体；
S40.采用浓度为1mol/L HF溶液浸泡烧结体2小时，溶解去除烧结体中泡沫钛，得到多孔钽医用植入材料，样品直径为15mm。
进一步的，为了验证本申请实施例的进步性，对实施例和对比例进行如下性能测试：
1、实施例1和对比例1采用的泡沫钛其形貌图如附图2所示，从附图可见，泡沫钛具有丰富的孔隙，孔径大小为40～80μm，孔隙率为70％，且孔隙分布均匀，相互连通。
2、实施例1和2中采用的钽粉形貌如附图3所示，其粒径大小为0.5～1μm。
3、实施例1制备的多孔钽医用植入材料的形貌图如附图4所示，孔隙分布均匀，相互连通，孔径大小为300μm～1mm，孔隙率为50％，表面形貌粗糙。
4、实施例2制备的多孔钽医用植入材料的形貌图如附图5所示，孔隙分布均匀，相互连通，孔径大小为300μm～0.8mm，孔隙率为30％，表面形貌粗糙。
5、对比例1制备的多孔钽医用植入材料的形貌图如附图6所示，孔径大小为910um±187.6um，孔径过大，且孔洞不完全连通，表面形貌光滑，不利于细胞粘附生长。
6、对比例2制备的多孔钽医用植入材料的形貌图如附图7所示，孔径大小为117um±36.6um，孔径过小，且孔洞坍塌，不完全连通，不利于细胞粘附生长。
7、通过能量色散X射线光谱仪对实施例1制备的多孔钽医用植入材料进行测试，测试结果如附图8的EDX图谱和9的EDX能谱所示，可见实施例1制得的多孔钽医用植入材料钽纯度很高，基本没有其他杂质元素。
由上述测试结果可知，本申请实施例制备的多孔钽医用植入材料具有丰富且相互连通的孔隙，孔隙率为30～50％，孔径大小为0.4～1mm，并且多孔钽医用植入材料具有粗糙的表面形貌，有利于细胞的粘附和生长，内部通孔结构有利于细胞、组织向内分化生长，提高植入的稳定性效果，增加生物相容性。
以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多孔钽医用植入材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备金属泡沫体，所述金属泡沫体中孔隙相互连通；
将金属粉填充到所述金属泡沫体的孔隙中，得到复合体，其中，所述金属粉包括钽粉；
对所述复合体进行放电等离子体烧结处理，得到烧结体；
去除所述烧结体中金属泡沫体，得到多孔钽医用植入材料。
2.如权利要求1所述的多孔钽医用植入材料的制备方法，其特征在于，所述放电等离子体烧结处理的温度条件为1000～1200℃，压力条件为10～50MPa，处理时间为4～8分钟。
3.如权利要求1或2所述的多孔钽医用植入材料的制备方法，其特征在于，所述金属泡沫体中孔隙率为50％～70％；
和/或，所述金属泡沫体中孔径大小为40～80μm。
4.如权利要求3所述的多孔钽医用植入材料的制备方法，其特征在于，所述金属泡沫体选自铁泡沫体、镍泡沫体、铝泡沫体、钛泡沫体中的至少一种。
5.如权利要求1、2或4任一项所述的多孔钽医用植入材料的制备方法，其特征在于，所述将金属粉填充到所述金属泡沫体的孔隙中的步骤包括：将所述金属粉制成浆料后填充到所述金属泡沫体的孔道内。
6.如权利要求5所述的多孔钽医用植入材料的制备方法，其特征在于，所述金属粉的粒径大小为0.5～1μm；
和/或，所述金属粉还包括铌粉、铜粉、银粉中的至少一种。
7.如权利要求1、2或4任一项所述的多孔钽医用植入材料的制备方法，其特征在于，所述去除所述烧结体中金属泡沫体的步骤包括：将所述烧结体与酸性溶液或碱性溶液混合处理，使所述烧结体中金属泡沫体溶解到溶液中，得到所述多孔钽医用植入材料。
8.如权利要求7所述的多孔钽医用植入材料的制备方法，其特征在于，所述酸性溶液或者所述碱性溶液的浓度为0.1～10mol/L。
9.一种如权利要求1～8任一项所述的多孔钽医用植入材料，其特征在于，所述多孔钽医用植入材料中孔隙率为30～50％，孔径大小为0.3～1mm。
10.一种多孔钽医用植入材料的应用，其特征在于，将如权利要求1～8任一项所述方法制备的多孔钽医用植入材料或者如权利要求9所述的多孔钽医用植入材料应用到椎间融合器、人工髋臼杯、骨填充材料、骨螺钉中的至少一个领域。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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