[发明专利]一种实现即刻种植的种植体专用医用钛合金及其制备方法

说明书

本发明涉及医用钛合金材料领域，具体为一种实现即刻种植的窄直径高强度种植体的专用医用钛合金及其制备方法。该医用钛合金的化学成分如下(重量％)：Zr：14‑17；Cu：3.0‑10；余量为Ti，该医用钛合金的制备方法：开坯锻造后轧制前，在900‑1200℃保温0.5～6h，水冷至室温；720～850℃轧制，应变速率大于0.1s^‑1，轧制后获得的棒料用于后续种植体加工。本发明提供的一种实现即刻种植的窄直径高强度种植体的专用医用钛合金，无需经过任何表面处理即可实现即刻种植，达到种植体与骨组织牢固结合。本发明提供的该医用钛合金的制备方法，可制备得到窄直径(3.0‑3.5mm)种植体且兼具高强度，实现狭窄缺齿牙床上牢固种植的目的。

技术领域

本发明涉及钛合金材料领域，具体为一种实现即刻种植的种植体专用医用钛合金及其制备方法。

背景技术

牙种植术是二十世纪口腔医学最大的研究进展，已经成为牙列缺损/失的首选治疗方案，并获得广泛应用。人工种植牙被认为是人类的第三副牙齿。我国牙列缺损患者人数达总人数的20-30％，并且中国目前种植体市场增长速度超过30％，预计2020年前后我国种植牙可达200-300万颗/年。种植体成功的关键是其与骨组织实现牢固结合。现代口腔种植之父Branemark教授首创了骨结合概念，是指在人体活的骨组织与钛种植体之间发生的牢固、持久而直接的结合，即负载力量的种植体的表面与有活力的骨组织之间存在结构上和功能上直接的联系，种植体与骨组织之间没有任何结缔组织存在，不间隔以任何组织。为了实现快速骨结合，种植体表面处理技术已经由1974年TPS(钛浆喷涂)、1994年SLA(喷砂酸蚀)发展到现在的活性亲水SLActive表面，其实现了即刻种植并达到3周骨愈合的目标。所谓即刻种植(immediate implant placement)指的是在拔牙后，即刻植入人工种植体，而不需等待4-6月创伤修复后才种植，所以即刻种植的方法能缩短疗程，防止牙槽骨吸收。然而这类种植体价格昂贵，每颗约1-3万元，普通患者很难承受，同时这种即刻种植体的表面处理工艺复杂繁琐，成本较高。因此，发展无需表面处理就能实现即刻种植的种植体可大大降低成本，减轻患者的经济与精神负担，同时也为种植体未来发展提供一个新的方向。

由于具有较好的综合性能特别是生物相容性，目前牙种植体的主要材料是商业纯钛(CP Ti)。然而，在某些情况下CP Ti的抗拉强度却无法满足要求。例如，在一个狭窄的缺齿牙床上种植牙时，小直径种植体是首选。然而，减少直径意味着增加断裂的风险。因此，有必要发展小直径高强度种植体。虽然，Ti-6Al-4V、Ti-6Al-7Nb等钛合金较CP Ti拥有更高的强度，然而这两种合金均含有Al元素，这将在一定程度上影响种植体的生物相容性，进而影响即刻种植能力。

综上所述，本发明将提供一种实现即刻种植的窄直径高强度种植体的专用医用钛合金及其制备方法，实现种植体生物功能与结构力学的统一，提升种植体的功能性与有效性，为国产种植体的发展提供新的基础与机遇。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现即刻种植的种植体专用医用钛合金及其制备方法，实现种植体生物功能与结构力学的统一，提升种植体的功能性与有效性。

本发明采用的技术方案是：

一种实现即刻种植的窄直径高强度种植体的专用医用钛合金，按重量百分比计，该钛合金的化学成分为：Zr：14-17；Cu：3.0-10；余量为Ti。

作为优选的技术方案：铜含量为重量百分比Cu：6-8。

本发明还提供了上述医用钛合金的制备方法，冶炼所得的医用钛合金采用以下热加工及热处理工艺：

首先热处理：

开坯锻造后轧制前，在900-1200℃的环境中保温0.5～6h，水冷至室温。

第二热加工：