[发明专利]一种可再生钛基复合骨骼材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种3D粉末打印制备可再生多孔钛基复合骨骼材料的方法，属于钛基复合材料制备领域。本实验采用打印基体配比为95.5%Ti+1.6%Zn+2.5%Mg+0.4%Ag（质量分数）的混合纳米粉，然后通过机械球磨法进行机械混粉24小时，均匀后对其以80℃烘干1小时，得到金属粉末基。构建3D打印模型，用麦芽糊精基的液态粘合剂进行打印，熔覆结束后，将3维熔覆件放在白织灯加热的特定热氛围中保持60min，未熔化的粉末通过高压气流吹离支架，去除未熔粉末后，支架被放在氩气保护电子炉中烧结步骤来制得，本发明的有益效果是：植入物的多孔性设计提高了细胞的附着、增殖以及新血管的产生，实现了骨骼可再生。钛基复合材料改善了钛合金的耐蚀性、耐磨性以及抗菌杀毒的特性。

本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种可再生多孔钛基复合骨骼材料的制备方法。

背景技术

目前我国每年由于疾病、交通事故和运动创伤等造成的骨缺损和缺失患者人数近

万人，需要更换关节的每年也达万人。随着经济发展和生活水平日益提高，人类对自身的医

疗康复格外重视，为此需要大量性能优异的金属基生物医用材料及器件以供临床诊治的需

要。钛具有优良的综合性能，广泛地应用于临床，但其在临床应用中主要存在以下问

题：一是生物力学相容性较差，其弹性模量与人体硬组织不匹配二是生物活性较差，其不能

与人体硬组织形成化学骨性结合。因此，降低钛弹性模量以提高其生物力学相容性的研究

和钛表面改性以提高其生物活性的研究，具有重要的科学研究价值和很好的临床应用前

景，成为近年来生物医用材料领域研究最为活跃的方向之一。

专利号为 CN201310005574.3 的发明创造中公开了一种制备多孔钛合金的钛网叠加和真空烧结方法，该方法孔隙结构易于控制，适于规模化生产，但由于烧结温度在钛合金β相变点以上，烧结过程改变了多孔钛合金的原始组织类型。造孔剂法可以对多孔钛的孔径实现较好控制，但由于造孔剂的引入会带来污染问题，特别是考虑到作为医用植入材料，该方法更不可取。

为了提高医用钛及其合金的表面耐磨性、耐蚀性、抗菌杀毒特性，近年来，国内外许许多多学者做了大量的研究工作。临床应用的生物医用材料，如骨骼植入物、心脏支架等多采用钛合金，因此钛合金的力学与生物相容性显得尤为重要。同时，人体骨骼植入物需要具有极高的抗菌杀毒的特性，因此通过3D粉末打印可再生多孔钛基复合骨骼材料，基材支架上的特设的孔洞可以提高细胞与金属的结合以及骨骼的内生长，大大改善了钛合金的耐蚀性、耐磨性以及抗菌杀毒的特性，其应用领域也得到了扩展。

参考文献：

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[4]蒋小珊,齐乐华.3D打印成形微小型金属件的研究现状 及其发展[J].中国印刷与包装研究,2014(5):15-25。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种生物医用可再生钛基复合骨骼材料的制备技术方法，所得复合材料不仅具有优异的力学性能，而且致密化程度高。