[发明专利]一种同步提高铁基植入物降解速率和生物活性的方法

说明书

本发明涉及一种同步提高铁基植入物降解速率和生物活性的方法，属于生物医用植入物设计和制造技术领域。其方案为：以铁粉和硫酸钙为原料，通过择性激光熔化工艺；得到铁基植入物；所述铁基植入物以质量百分比计包括下述组分：硫酸钙0.5‑12％；铁88‑99.5％。本发明解决了常规铁基植入物降解过慢的问题，并将降解速度控制在一个合理的范围内；此外，硫酸钙能够通过降解形成类骨磷灰石层，与组织形成良好的骨键合，从而提高了铁基植入物的生物活性。同时，本发明通过优化制备工艺可实现硫酸钙在铁基体中的均匀分散并保持结构完整性，从而充分发挥其对铁基植入物降解行为和生物活性的改善效果。

技术领域

本发明涉及一种同步提高铁基植入物降解速率和生物活性的方法，属于生物医用植入物设计和制造技术领域。

背景技术

近来，研究学者提出可吸收降解的铁作为人体骨修复材料，其在湿润的环境下容易腐蚀，这在医学上被看作具有生物降解性。铁基植入物能够伴随着骨组织的逐渐恢复而在体内逐步降解，这就避免了传统金属植入物在骨组织恢复后手术取出的必要，病人痛苦小、恢复快、后遗症少。在生物相容性方面，铁是人体中重要的微量元素，能够与血红蛋白结合，在氧气运输、酶反应等机制中发挥着重要作用；同时还能影响酶的活性、RNA和DNA结构、参与骨组织代谢等生理功能。大量的实验研究表明，铁降解过程缓慢，对细胞几乎没有毒性作用，也没有观察到组织炎症反应及对器官的不良影响。此外，铁具有高的强度和延展性，能够提供足够的机械支撑，这尤其适合承载骨科植入物领域。

研究表明，由于铁的降解速率过慢，在植入体内一年后只在表面有轻微的腐蚀，会在体内长期存留。同时，铁由于缺乏生物活性,难以与周围组织形成骨性结合，更无法诱导细胞和组织的生长。为了提高铁的降解速率,人们开展了大量的研究工作，主要是通过合金化的方法来开发新型的铁合金，例如Fe-Mn合金、Fe-Zn合金、Fe-C合金等。与纯铁相比，这些铁合金的降解速率均有不同程度的提高,但是受到合金元素生物相容性的限制，元素添加量有限，降解速率离临床使用的要求还有较大的距离，铁基合金降解速率还有很大提升空间。更重要的是，加快的降解导致大量铁离子和合金元素释放，进一步损害了铁合金原本缺乏的生物活性，甚至会产生严重的毒性，抑制细胞的生长繁殖。

因此，制备一种降解速率快且生物活性好的铁基植入物，是促进其在生物医用植入物领域应用的关键，也是目前国内外学者的研究重点和难点。

发明内容

针对铁基植入物降解慢、生物活性差的问题，本发明提出一种同步提高铁基植入物降解速率和生物活性的方法。

本发明一种同步提高铁基植入物降解速率和生物活性的方法；其方案为：以铁粉和硫酸钙为原料，通过择性激光熔化工艺；得到铁基植入物。

本发明一种同步提高铁基植入物降解速率和生物活性的方法；所述铁基植入物以质量百分比计包括下述组分：

硫酸钙0.5-12％；

铁88-99.5％。

作为优选方案，本发明一种同步提高铁基植入物降解速率和生物活性的方法；所述铁基植入物以质量百分比计包括下述组分：

硫酸钙为5-10％；

铁为90-95％。

作为进一步的优选方案，本发明一种同步提高铁基植入物降解速率和生物活性的方法；所述铁基植入物以质量百分比计包括下述组分：

硫酸钙为7-8.5％；

铁为91.5-93％。

作为更进一步的优选方案，本发明一种同步提高铁基植入物降解速率和生物活性的方法；所述铁基植入物以质量百分比计包括下述组分：

硫酸钙为8％；

铁为92％。