[发明专利]一种骨组织用藕状多孔金属钛支架的制备方法

说明书

本发明公开一种骨组织工程用藕状金属钛支架的制备方法，将钛粉与粘结剂混合成泥料，将泥料经过挤压、固化、干燥、热处理等工艺，最后制备出藕状金属钛支架；本发明工艺简单，便于操作，产量稳定且制备所需的原料成本经济，成品无重金属污染、周期短等优势，制备出的金属钛支架结构可调，综合力学性能优良，因此可作为人体骨修复材料进行相关应用。

技术领域

本发明涉及一种骨组织用藕状多孔金属钛支架的制备方法，属于生物医用材料技术运用领域。

背景技术

骨质疏松、骨坏死等疾病以及交通事故所造成的骨缺损在目前临床上是一种很普遍的疾病。而当骨缺损疾病发生时，根据骨修复材料性质的不同可分为两类：一类是天然骨材料，如自体骨和异体骨以及天然的骨衍生支架。一类是人工骨材料，比如医用的金属骨修复材料，医用的生物陶瓷骨修复材料，医用高分子材料以及医用的复合材料。自体骨的取材时会增加病人的二次痛苦，而且往往会引发取材部位的炎症或者其他的并发症。同种异体骨在材料的选择以及制备方面十分困难，而且往往因为其与人体组织的应力屏蔽以及生物相容性等产生排斥反应。为了克服自体骨以及异体骨在植入人体后所存在的问题，骨组织工程支架材料应运而生。

目前制备骨组织工程支架的方法很多，而就多孔骨组织支架的制备方法有以下几种：海绵浸浆烧结法、占位填料法、定向凝固法以及添加造孔剂法等单一或者联合使用的制备方法。海绵浸浆烧结法得到的骨组织支架的最大抗压强度以及杨氏模量较低，而且在有机材料浸渍浆料后，既要去除多余的浆料，还要保证浆料分布均匀性，所以对于后期产品的结构均匀性和孔隙率等有一定影响；占位填料法在制备骨组织工程支架时不仅要考虑造孔剂和基体金属的影响，还要考虑加压时的方式、压力大小、保压时间以及烧结时炉内的温度、压力和气氛等的影响；定向凝固法是借用外界压力向液态下的金属施加压力，从而提高空气在金属中的溶解度，然后再通过调节液态金属的冷却方法使得溶体能够沿着某一方向凝固，使用此方法获得的材料其孔隙大多呈现圆柱状，而当材料中的孔隙存在一定的方向性时，其强度会比没有方向性的同等材料高；添加造孔剂虽然可以在一定程度上控制孔径的大小，但是一般都是孤立孔，很难做到孔与孔之间的相互贯通；而挤压成型法的孔隙大小在一定程度上可控，虽然在三维层次上的贯通很难做到，但是单向的贯通孔可以作为人体骨组织细胞的生长以及人体体液在其中的输送，而且这种方法的工艺简单，能耗低，成品周期短，经济效益好，其中的孔隙率以及孔的三维贯通性可以通过添加造孔剂的方法得到部分的改善。

自20世纪60年代，尤其是80年代以来，钛金属由于其优良的物化性能以及良好的生物相容性，而引起了广泛的关注。关于藕状的金属钛支架由于其中孔的存在，使得在对比纯钛支架上具有弹性模量低、能量吸收性能好以及抗疲劳性能好等优点。尤其是弹性模量的降低，由于人体骨骼的弹性模量大概在10~30GPa，钛和钛合金的弹性模量一般在55~117GPa，故而降低其弹性模量能够减弱与骨骼的应力屏蔽现象，从而提高植入人体的骨组织支架的寿命。

魔芋葡甘聚糖(KGM)是一种天然的带有短支链的高分子多糖，以其优良的凝胶特性、膨胀性、乳化性以及生物降解性，在生物医用材料方面有广泛的关注并对其采用多种手段进行应用。KGM与其他材料相比具有以下优点：亲水性、凝胶性、生物相容性好等。

硅溶胶是一种高活性的吸附材料，属于非晶态物质。硅胶主要成分为二氧化硅，其化学性质稳定，不燃烧。其溶胶例子内部结构为硅氧烷键(-Si-O-Si-)网状链，分散在这种网状链上的粉料能够在有机物排除过程中保证胚体不坍塌，可以起到优良的粘结作用，在生物医用材料领域常作为粘结剂使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种骨组织用藕状多孔金属钛支架的制备方法，将钛粉与粘结剂混合，通过挤压、固化、干燥、热处理等工艺获得藕状的金属钛支架，支架孔隙率为53~87%，挤压成孔的孔径为360~960μm，孔壁的厚度为130~420μm。

本发明提供一种骨组织用藕状多孔金属钛支架的制备方法，具体包括以下步骤：