CN115090883B - 一种医用多孔钛铁合金植入体及其制备方法 - Google Patents

一种医用多孔钛铁合金植入体及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115090883B
CN115090883B CN202210783185.2A CN202210783185A CN115090883B CN 115090883 B CN115090883 B CN 115090883B CN 202210783185 A CN202210783185 A CN 202210783185A CN 115090883 B CN115090883 B CN 115090883B
Authority
CN
China
Prior art keywords
implant
ferrotitanium
medical porous
powder
medical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210783185.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115090883A (zh
Inventor
郭涛
李波
王少白
肖俊杰
王远政
张进
王金武
杨磊
朱向东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guizhou Provincial Peoples Hospital
Original Assignee
Guizhou Provincial Peoples Hospital
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guizhou Provincial Peoples Hospital filed Critical Guizhou Provincial Peoples Hospital
Priority to CN202210783185.2A priority Critical patent/CN115090883B/zh
Publication of CN115090883A publication Critical patent/CN115090883A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115090883B publication Critical patent/CN115090883B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/10—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of articles with cavities or holes, not otherwise provided for in the preceding subgroups
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/02—Inorganic materials
    • A61L27/04—Metals or alloys
    • A61L27/047—Other specific metals or alloys not covered by A61L27/042 - A61L27/045 or A61L27/06
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/02—Inorganic materials
    • A61L27/04—Metals or alloys
    • A61L27/06—Titanium or titanium alloys
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/56—Porous materials, e.g. foams or sponges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/60—Treatment of workpieces or articles after build-up
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B33Y40/20—Post-treatment, e.g. curing, coating or polishing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C14/00—Alloys based on titanium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/007—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silver
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/026—Anodisation with spark discharge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/26—Anodisation of refractory metals or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/34—Anodisation of metals or alloys not provided for in groups C25D11/04 - C25D11/32
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/10—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing inorganic materials
    • A61L2300/102—Metals or metal compounds, e.g. salts such as bicarbonates, carbonates, oxides, zeolites, silicates
    • A61L2300/104—Silver, e.g. silver sulfadiazine
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/40—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
    • A61L2300/404—Biocides, antimicrobial agents, antiseptic agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/02—Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of bones; weight-bearing implants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • B22F2009/043—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling by ball milling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

本发明属于医用植入体制造技术领域，具体公开了一种医用多孔钛铁合金植入体及其制备方法。本发明先将铁粉、钛粉和银粉混合得到混合粉体备用，然后将植入组织的三维模型进行切片处理，导入3D打印机；铺设混合粉体，采用激光烧结进行逐层打印，得到植入体半成品；最后将植入体半成品与电池正极连接进行微弧氧化，得到医用多孔钛铁合金植入体。本发明制备的医用多孔钛铁合金植入体降低了植入体的弹性模量，与人骨更加匹配，同时还能促进细胞和微血管的生长，更快的形成骨结合。

Description

一种医用多孔钛铁合金植入体及其制备方法
技术领域
本发明涉及医用植入体制造技术领域，尤其涉及一种医用多孔钛铁合金植入体及其制备方法。
背景技术
随人口老龄化程度的不断加剧，以及意外伤害事故，自然灾害逐年增长，骨修复、骨置换的需求越来越多，如何提供安全可靠且植入性能良好的骨植入物已成为亟待解决的临床问题之一。
传统的医用植入体，如骨板，椎问融合器等，多由金属实体经切削、打磨等工序批量制作而成，刚度高，弹性模量大，生物相容性差，不具有抗菌性能。因此，出现了大量关于钛植入体或钛合金植入体的研究，在一定程度上解决了生物相容性差的问题，但是钛植入体或钛合金植入体仍存在弹性模量与人骨不匹配和不具有抗菌性能的问题。
光滑的植入体表面容易造成植入体的相对位移，同时也不利于细胞附着生长。因此，在植入体表面造孔，以便于细胞附着增殖，生长微血管是十分必要的。另外，我们发现具有一定磁性的多孔植入体较普通植入体具有更优异的促进细胞生长增殖的效果。
因此，如何提供一种医用多孔钛铁合金植入体及其制备方法，使植入体带有一定的磁性，促进细胞和微血管的生长，同时降低植入体的弹性模量、增强抗菌性能是本领域亟待解决的难题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种医用多孔钛铁合金植入体及其制备方法，以解决植入体与细胞结合慢，弹性模量高、抗菌性能差的问题。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种医用多孔钛铁合金植入体的制备方法，包括以下步骤：
1)将铁粉、钛粉和银粉混合得到混合粉体；
2)得到待植入组织的三维模型，然后进行切片处理，导入3D打印机；
3)分层铺设混合粉体，激光烧结，得到植入体半成品；
4)将植入体半成品进行微弧氧化，得到医用多孔钛铁合金植入体。
优选的，所述铁粉、钛粉和银粉的质量比为40～60：40～60：1～3。
优选的，所述混合粉体的粒径为0.1～20μm。
优选的，所述步骤2)中切片处理的厚度为0.1～2mm。
优选的，所述步骤3)中激光烧结的功率为100～500W，激光烧结的温度为150～300℃，激光烧结的扫描速度为500～1000mm/s。
优选的，所述步骤4)中微弧氧化以植入体半成品与电源正极连接，铁极板与电源负极连接，铁盐溶液作为电解液。
优选的，所述铁盐溶液包括硫酸铁溶液、氯化铁溶液、硫酸亚铁溶液和氯化亚铁溶液中的一种或几种。
优选的，所述微弧氧化电源采用直流电，电压为250～350V，微弧氧化时间为8～12min。
本发明的另一目的是提供一种医用多孔钛铁合金植入体的制备方法制备得到的医用多孔钛铁合金植入体。
优选的，所述医用多孔钛铁合金植入体的孔径为300～800μm，磁场强度为0.05～0.1T。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明采用钛铁合金制备医用合金植入体，降低了植入体的弹性模量，使植入体更接近人体骨骼的弹性模量；
2、本发明还采用了3D打印和微弧氧化联用工艺，通过3D打印可以实现植入体的一体化成型，提高成型精度，提高植入体的制备效率；同时对植入体表面进行微弧氧化处理，得到带有多孔的钛铁合金植入体，利于细胞的附着；此外，微弧氧化处理还使得本发明制备的医用多孔钛铁合金植入体带有一定的磁性，促进细胞和微血管的生长，加快组织形成。
3、本发明通过掺入银元素提高了医用多孔钛铁合金植入体的抗菌性能。
具体实施方式
本发明提供了一种医用多孔钛铁合金植入体的制备方法，包括以下步骤：
1)将铁粉、钛粉和银粉混合得到混合粉体；
2)得到待植入组织的三维模型，然后进行切片处理，导入3D打印机；
3)分层铺设混合粉体，激光烧结，得到植入体半成品；
4)将植入体半成品进行微弧氧化，得到医用多孔钛铁合金植入体。
在本发明中，所述铁粉、钛粉和银粉的质量比为40～60：40～60：1～3，优选为45～55：45～55：1.5～2.5，进一步优选为50：50：2。
在本发明中，所述混合粉体的粒径为0.1～20μm，优选为1～10μm，进一步优选为5μm。
在本发明中，所述步骤2)中切片处理的厚度为0.1～2mm，优选为0.5～1.5mm，进一步优选为1mm。
在本发明中，所述步骤3)中激光烧结的功率为100～500W，优选为200～400W，进一步优选为320W；激光烧结的温度为150～300℃，优选为180～280℃，进一步优选为240℃；激光烧结的扫描速度为500～1000mm/s，优选为600～900mm/s，进一步优选为800mm/s。
在本发明中，所述步骤4)中微弧氧化以植入体半成品与电源正极连接，铁极板与电源负极连接，铁盐溶液作为电解液。
在本发明中，所述铁盐溶液包括硫酸铁溶液、氯化铁溶液、硫酸亚铁溶液和氯化亚铁溶液中的一种或几种。
在本发明中，所述铁盐溶液的质量浓度为1～20g/L，优选为5～15g/L，进一步优选为8g/L。
在本发明中，所述微弧氧化电源采用直流电，电压为250～350V，优选为280～320V，进一步优选为300V；微弧氧化时间为8～12min，优选为9～11min，进一步优选为10min。
本发明还提供了一种医用多孔钛铁合金植入体的制备方法制备得到的医用多孔钛铁合金植入体。
在本发明中，所述医用多孔钛铁合金植入体的孔径为300～800μm，磁场强度为0.05～0.1T，优选为0.06～0.09T，进一步优选为0.08T。
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
称取50份铁粉、50份钛粉和1份银粉在球磨机中混合，得到粒径为6～10μm的混合粉体，备用。
将待植入的小鼠腿骨三维模型进行切片处理，导入3D打印机中，切片厚度为1mm；然后以混合粉体为原料进行3D打印(3D打印过程中，激光烧结的功率为320W，激光烧结的温度为240℃，激光烧结的扫描速度为800mm/s)，重复此步骤，直至3D打印完成，得到植入体半成品。
然后以植入体半成品作为正极，铁极板作为负极，浓度为5g/L的氯化铁溶液作为电解液进行微弧氧化处理，在300V的直流电压下处理10min，得到医用多孔钛铁合金植入体。
经检测得到，本实施例制备的医用多孔钛铁合金植入体的孔径为300～800μm，磁场强度为0.08T。
实施例2
称取55份铁粉、46份钛粉和3份银粉在球磨机中混合，得到粒径为5～12μm的混合粉体，备用。
将待植入的小鼠腿骨三维模型进行切片处理，导入3D打印机中，切片厚度为0.5mm；然后以混合粉体为原料进行3D打印(3D打印过程中，激光烧结的功率为200W，激光烧结的温度为300℃，激光烧结的扫描速度为1000mm/s)，重复此步骤，直至3D打印完成，得到植入体半成品。
然后以植入体半成品作为正极，铁极板作为负极，浓度为15g/L的氯化铁溶液作为电解液进行微弧氧化处理，在260V的直流电压下处理12min，得到医用多孔钛铁合金植入体。
经检测得到，本实施例制备的医用多孔钛铁合金植入体的孔径为300～800μm，磁场强度为0.06T。
实施例3
称取40份铁粉、58份钛粉和1份银粉在球磨机中混合，得到粒径为10～20μm的混合粉体，备用。
将待植入的小鼠腿骨三维模型进行切片处理，导入3D打印机中，切片厚度为2mm；然后以混合粉体为原料进行3D打印(3D打印过程中，激光烧结的功率为500W，激光烧结的温度为300℃，激光烧结的扫描速度为1000mm/s)，重复此步骤，直至3D打印完成，得到植入体半成品。
然后以植入体半成品作为正极，铁极板作为负极，浓度为10g/L的硫酸铁溶液作为电解液进行微弧氧化处理，在350V的直流电压下处理8min，得到医用多孔钛铁合金植入体。
经检测得到，本实施例制备的医用多孔钛铁合金植入体的孔径为300～800μm，磁场强度为0.05T。
实施例4
称取55份铁粉、50份钛粉和3份银粉在球磨机中混合，得到粒径为0.1～8μm的混合粉体，备用。
将待植入的小鼠腿骨三维模型进行切片处理，导入3D打印机中，切片厚度为0.1mm；然后以混合粉体为原料进行3D打印(3D打印过程中，激光烧结的功率为150W，激光烧结的温度为150℃，激光烧结的扫描速度为500mm/s)，重复此步骤，直至3D打印完成，得到植入体半成品。
然后以植入体半成品作为正极，铁极板作为负极，浓度为8g/L的氯化铁溶液作为电解液进行微弧氧化处理，在320V的直流电压下处理9min，得到医用多孔钛铁合金植入体。
经检测得到，本实施例制备的医用多孔钛铁合金植入体的孔径为300～800μm，磁场强度为0.09T。
对比例1
本对比例与实施例1的区别仅在于只添加钛粉，不添加铁粉与银粉，得到医用多孔植入体。
经检测得到，本对比例制备的医用多孔植入体的孔径为300～500μm，不具有磁性。
对比例2
本对比例与实施例1的区别仅在于将制备得到的医用多孔钛铁合金植入体进行消磁处理。
实验例1
分别采用实施例1～4制备的小鼠腿骨医用多孔钛铁合金植入体以及对比例1制备得医用多孔植入体进行试验，利用同一金属棒，通过动态法对实施例1～4以及对比例1进行检测，检测得到弹性模量数据如表1所示：
表1弹性模量检测结果
Figure BDA0003730544090000091
从表1可以看出，本发明制备的医用多孔钛铁合金植入体具有较低的弹性模量，更接近人骨的弹性模量，匹配度高。
分别采用实施例1、对比例1和对比例2制备得到的产品进行植入实验，并在植入后分别在第5、8、10、15、20、25天对小鼠进行活体进行显微CT扫描。植入实施例1小鼠腿骨医用多孔钛铁合金植入体的实验组1在第8天开始骨结合，在第10天完成骨结合，而植入对比例1医用多孔植入体的对照组1在25天完成骨结合，植入对比例2消磁植入体的对照组2在25天完成骨结合。本发明制备的具有磁性的医用多孔钛铁合金植入体有利于提高骨结合的速度，而且植入体表面的细胞和微血管生长的更为均匀。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种医用多孔钛铁合金植入体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将铁粉、钛粉和银粉混合得到混合粉体；
2)得到待植入组织的三维模型，然后进行切片处理，导入3D打印机；
3)分层铺设混合粉体，激光烧结，得到植入体半成品；
4)将植入体半成品进行微弧氧化，得到医用多孔钛铁合金植入体；
所述铁粉、钛粉和银粉的质量比为40～60：40～60：1～3；
所述微弧氧化电源采用直流电，电压为250～350V，微弧氧化时间为8～12min。
2.根据权利要求1所述的一种医用多孔钛铁合金植入体的制备方法，其特征在于，所述混合粉体的粒径为0.1～20μm。
3.根据权利要求1～2任一项所述的一种医用多孔钛铁合金植入体的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中切片处理的厚度为0.1～2mm。
4.根据权利要求3所述的一种医用多孔钛铁合金植入体的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中激光烧结的功率为100～500W，激光烧结的温度为150～300℃，激光烧结的扫描速度为500～1000mm/s。
5.根据权利要求4所述的一种医用多孔钛铁合金植入体的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中微弧氧化以植入体半成品与电源正极连接，铁极板与电源负极连接，铁盐溶液作为电解液。
6.根据权利要求5所述的一种医用多孔钛铁合金植入体的制备方法，其特征在于，所述铁盐溶液包括硫酸铁溶液、氯化铁溶液、硫酸亚铁溶液和氯化亚铁溶液中的一种或几种。
7.权利要求1～6任一项所述一种医用多孔钛铁合金植入体的制备方法制备得到的医用多孔钛铁合金植入体。
8.根据权利要求7所述的一种医用多孔钛铁合金植入体，其特征在于，所述医用多孔钛铁合金植入体的孔径为300～800μm，磁场强度为0.05～0.1T。
CN202210783185.2A 2022-07-05 2022-07-05 一种医用多孔钛铁合金植入体及其制备方法 Active CN115090883B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210783185.2A CN115090883B (zh) 2022-07-05 2022-07-05 一种医用多孔钛铁合金植入体及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210783185.2A CN115090883B (zh) 2022-07-05 2022-07-05 一种医用多孔钛铁合金植入体及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115090883A CN115090883A (zh) 2022-09-23
CN115090883B true CN115090883B (zh) 2023-03-28

Family

ID=83296186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210783185.2A Active CN115090883B (zh) 2022-07-05 2022-07-05 一种医用多孔钛铁合金植入体及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115090883B (zh)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2438801A1 (en) * 2001-02-19 2002-08-29 Isotis N.V. Porous metals and metal coatings for implants
CN102335742B (zh) * 2011-11-04 2013-01-30 北京科技大学 一种复杂形状生物医用多孔钛钼合金植入体的制备方法
CN104646669A (zh) * 2013-11-25 2015-05-27 广州中国科学院先进技术研究所 生物医用多孔纯钛植入材料及其制备方法
CN106902390A (zh) * 2016-12-30 2017-06-30 浙江工业大学 一种钛合金植入体复合材料及其制备与应用
CN108838405A (zh) * 2018-07-16 2018-11-20 刘建光 一种医用义齿
CN111347038A (zh) * 2018-12-21 2020-06-30 广州中国科学院先进技术研究所 一种表面具有活性梯度复合膜层的3d打印钛植入体的制备方法
WO2021032895A1 (de) * 2019-08-22 2021-02-25 BEGO Bremer Goldschlägerei Wilh. Herbst GmbH & Co. KG Verwendung einer titan-eisen-legierung zur herstellung eines dentalen metallischen formkörpers oder einer verblendeten dentalen restauration, entsprechende dentale metallische formkörper, verblendete dentale restaurationen und verfahren
CN111922340B (zh) * 2020-06-30 2021-05-25 吉林大学 一种激光烧结制备医用钛合金材料的方法
CN112170841B (zh) * 2020-09-28 2021-11-19 华中科技大学 具有表面可控微纳复合结构生物膜的钛植入体的制备方法
CN113249603B (zh) * 2021-05-25 2022-09-23 陕西中晶有色金属有限公司 一种医用钛合金的制备方法
CN113249615B (zh) * 2021-06-11 2021-09-28 湖南大学 一种生物医用含铁难熔钛铌合金及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115090883A (zh) 2022-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106676604B (zh) 具有点阵结构多孔的钛或钛合金表面抑菌生物活性陶瓷膜的制备方法及其应用
DE102019200003A1 (de) Poröses bionisches Schädelreparaturmaterial und Herstellungsverfahren und Verwendung
CN105648270B (zh) 一种3d打印制备的稀土钛合金材料
CN101249279A (zh) 采用激光快速成形制备HA/Ti梯度生物活性材料的方法
CN104152738A (zh) 一种生物医用多孔镍钛合金的制备方法
CN105522151A (zh) 一种3d打印医用钛合金材料的方法
CN104894420B (zh) 一种钛铌锆基焦磷酸钙生物复合材料的制备方法
CN105522152A (zh) 一种3d打印稀土钛合金材料的方法
CN111346259B (zh) 一种抗菌三维多孔骨植入材料
CN105893769B (zh) 一种合金脑颅骨修复体的制备方法
CN115090883B (zh) 一种医用多孔钛铁合金植入体及其制备方法
CN106676605B (zh) 具有点阵结构多孔的纯钛或钛合金表面多孔生物活性陶瓷膜的制备方法及其应用
CN109758605B (zh) 镁合金表面细针状羟基磷灰石微纳米结构涂层及制备方法
CN105497990B (zh) 一种三维多孔钛基镁掺杂涂层及其制备方法
CN113681011A (zh) 一种具有孔径梯度结构的钛基功能材料、制备方法及应用
CN102181904B (zh) 一种钛表面活化处理的方法
TWI532883B (zh) 具有抗菌表面之鈦或鈦合金及其製作方法
CN103290455A (zh) 一种高生物活性的具有微/纳米双重结构的二氧化钛薄膜及其制备方法
CN108404222A (zh) 一种用于硬组织材料的多孔钛基纳米复合材料及其制备方法、应用
CN103143056A (zh) 一种医用植入材料表面改性方法
CN102425000A (zh) NiTi合金表面生物活性氧化钛膜层的制备方法
CN104803671A (zh) 一种磷酸三钙/氧化锆生物陶瓷及其制备方法
CN114177349A (zh) 一种生物可降解的医用金属镁及镁合金补片的制备方法
CN110241453A (zh) 一种缓释氟和铈的可降解锌合金骨钉及其制备方法
CN112974843B (zh) 一种3d打印种植体的表面处理工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant