[发明专利]新型材料植入螺钉及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及医学植入器械领域，具体而言，涉及新材料植入螺钉及其制造方法。

背景技术

植入螺钉是现代医疗中常用的医疗产品，主要用于脊柱、关节等人体关键部分的固定，是外科手术中的常用医疗器材。植入螺钉长期在人体中存在，因此对其材质的要求很高。目前主要是采用钛合金作为植入螺钉的原材料，钛合金材料强度较高，同时具备较高的弹性以及生物相容性，是目前主流的植入螺钉材料。

非晶合金是一种长程无序、短程有序的金属合金材料，不存在晶界和位错等晶态合金常见的缺陷，因此拥有优良的力学性能和物理性能。块体非晶合金具有超高的断裂强度(是其对应晶态材料的2～3倍)、高弹性(弹性应变极限在2％左右)、优秀的耐腐蚀性能(抗腐蚀性为经过500～2000小时的盐雾测试后其表面仍然良好，无腐蚀)；同时，块体非晶合金在弯曲后不会产生塑形变形，并具有极高的耐磨性等优异的理化特性。

以非晶合金来制造植入螺钉有以下几种优点：

(1)相对于常用的晶态材料，非晶合金的强度更高，能够承受更大的力，固定效果更强；同时，在受力大小相同时，可以使用更小的非晶螺钉进行固定，对人体组织的破坏较小；

(2)非晶合金植入螺钉的耐腐蚀能力非常优异，相对于传统的钛合金材料，其耐腐蚀性能大大增强，在人体中更加安全，使用寿命更加高；

(3)相较于合金材料，同系非晶合金材料的强度大大提高，能够达到植入螺钉的力学性能要求；同时，非晶合金材料的生物相容性好，利用其可降解的性能，可以在手术恢复之后无需二次开刀取出植入螺钉，大大减少了病人的痛苦，减少了人力成本，解放了医疗资源。

由此可见，非晶合金各种性能都非常优秀，可以降低植入手术风险，减少生产成本，有着极高的应用价值和前景。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一个目的在于针对现有技术的不足之处，从而提供一种新型材料植入螺钉，这种植入螺钉具有高强度、高弹性、耐磨、耐腐蚀、表面光洁度高、不易变形等优点。

本发明的第二个目的在于针对现有技术的不足之处，从而提供一种所述新型材料植入螺钉的制造方法，本发明制造方法具有机械加工量少、加工时间短、生产效率高且生产成本低等优点。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种新型材料植入螺钉，所述新型材料植入螺钉是由非晶合金材料制造得到的；

其中，所述非晶合金材料是不含Ni/Be的非晶合金材料。

可选的，本发明中，所述非晶合金材料包括锆基非晶合金、钛基非晶合金、铜基非晶合金、铁基非晶合金、钴基非晶合金、钯基非晶合金，或者铂基非晶合金材料。

本发明的非晶合金具体成分主要包括ZrCuAlPd、ZrCuTi、ZrCuAlNb、CuZrTiPd、ZrAlCo、CuHfTi、TiZrCuSn、TiNbSi、FeCoNbB、FeCoHfB、CoMoPB、CoFeNbBSi、PdCuSi，或者PtPSiB系等非晶合金材料。

可选的，本发明中，所述新型材料植入螺钉的维氏硬度为400～900HV，抗压强度为1500～3000MPa，弹性极限为2～3％，抗腐蚀性为1000～2000h盐雾实验无腐蚀。

可选的，本发明中，所述新型材料植入螺钉的直径为1～6mm。

同时，本发明还提供了所述新型材料植入螺钉的制造方法，所述方法包括如下步骤：

a)配料：根据所需的非晶合金材料成分，称量原材料；

b)投料：将原材料加入到熔融装置中；

c)熔融：在真空或者惰性气体保护条件下，将原材料熔融，并形成非晶合金熔体；

d)成型：将熔体注入模具中，并冷却成型，得到螺钉胚体；

e)加工：将螺钉胚体经二次加工制造植入螺钉成品，即为本发明新型材料植入螺钉。

可选的，本发明中，步骤c)中所述熔体的温度为900～1500℃。

可选的，本发明中，步骤d)中熔体的注入速度为0.1～0.5m/s；模具的温度为300～600℃。

可选的，本发明中，步骤d)中所述冷却成型为快速冷却成型；

其中，所述冷却成型的降温速度为10⁰～10⁶K/s，降温时间为15～30s。

可选的，本发明中，步骤e)中所述螺钉胚体经二次加工具体为：将螺钉胚体经扎制或压印以制造植入螺钉成品。