[发明专利]一种钽涂层人工假体制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及人工植入假体涂层的制备方法，特别涉及一种钽涂层人工假体制备方法，属于生物医用复合材料应用领域。

背景技术

生物陶瓷涂层材料及微孔金属涂层生物材料是假体表面处理的主要方向，分别以羟基磷灰石（HA）【专利号：200820000295.2】及钛（Ti）【专利号：200820000297.1】涂层为代表。它们是通过烧结或等离子喷涂的工艺将HA（Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂）及Ti金属被覆在不锈钢或Ti金属基体表面，形成具有一定骨传导、诱导功能的生物涂层复合材料，克服了以往人体植入材料在机械强度、生物相容性、耐腐蚀等综合性能方面存在的不足，成为近年来比较理想的骨重建材料。但已有文献报道，由于HA属于人体可降解和吸收的材料，其涂层降解后会使材料基体与组织间产生间隙，逐渐导致假体松动。对于Ti涂层复合生物材料，虽然在表面机械强度、耐腐蚀以及假体晚期稳定性方面优于HA涂层生物材料，但在假体植入早期，Ti涂层与HA涂层材料在骨传导和骨诱导功能方面还存在一定差距。

上世纪中叶，钽（Ta）金属生物材料开始进入医学应用领域，例如已经在矫形外科得到推广应用的多孔钽植入材料TrabecularMetal^TM，它是通过化学蒸气沉积/渗透工艺制备的具有较高的抗压强度和抗剪切强度以及三维孔隙生物假体块状材料。钽（Ta）金属块状材料，尤其是TrabecularMetal^TM在生物相容性、抗腐蚀性能及化学稳定性优于其它多孔块状材料的特性为钽金属作为涂层材料在矫形外科应用提供了理论依据。

假体的骨生物固定作用是通过假体的生物相容性来决定的，粗糙和多孔的假体表面结构有利于骨组织的生长和长入，从而增加了假体对骨组织的稳定作用。尽管有多种生物固定假体的表面处理技术，如金属微珠的烧结技术、金属细丝编织技术、金属喷涂技术等，但这些技术也存在一定的缺陷，较为突出的一点是：较高的涂层孔隙率将不能够同时满足涂层具有较高结合强度的工艺要求。即具有一定结合强度、低空隙率的假体涂层将影响骨组织在假体表面附着生长和骨长入，影响假体植入后的稳定性。而涂层的空隙率太大，涂层失去了部分抗剪切能力，导致涂层容易剥落，最终也会影响假体植入后的稳定性。因此，寻找同时具有较高孔隙率、最佳力学效能的涂层植入材料及经济实用的表面处理技术就成为解决这一问题的关键所在。

目前有研究机构通过一种激光工艺方法LENS^TM对钽涂层进行加工制备并进行生物特性方面的研究，但其着眼角度集中在材料的湿润性及表面能量方面（WettabilityandSurfaceenergy），所制备的涂层密度也较为均一，缺乏对涂层空隙率与涂层结合强度层面的深入研究及阐述。

发明内容

本发明的目的：是提供一种人工假体涂层制备方法，使假体在具有可靠的涂层结合强度基础上，拥有最佳的粗糙度及孔隙率，这样可以增大骨骼与假体的锚定面积，为新生骨组织向孔隙内长入创造先决条件。

本发明的技术方案是：一种钽涂层人工假体制备方法，其特征是：它包括在喷涂距离为100-150mm，送粉速率为70-80g/min的条件下，分别选择喷涂功率为25、30、35、40kW可以制备具有不同表面孔隙率钽微孔涂层涂覆在人工假体的骨内植入部分表面；所述的钽微孔涂层厚度为30-300，孔隙率为20%-50%；人工假体的基体使用不锈钢00Cr18Ni14Mo3或00Cr18Ni15Mo3N、钛Ti、钛合金Ti-6Al-4V或钴铬钼合金Co30Cr6Mo0.35C材料。

所述的人工假体是人工关节假体或椎间融合器假体或齿科种植体假体。

所述的人工关节假体是人工肩关节假体或人工髋关节假体或人工膝关节假体或人工肘关节假体或人工指间关节假体。