[发明专利]一种多孔钽医用植入材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及多孔钽医用金属植入材料的制备领域，特别是涉及一种替代承重部位骨组织的多孔钽医用金属植入材料成型制备。

背景技术

多孔医用金属植入材料用于替代人体相关组织，有很好的治疗前景，如具有治疗骨组织创伤和股骨组织坏死等重要而特殊的用途，现常见的这类材料有金属不锈钢、多孔金属钛、多孔钽等。作为骨组织创伤和股骨组织坏死治疗使用的多孔植入材料，其孔隙度应达30～80％，而且孔隙最好全部连通与均匀分布，或根据需要孔隙部分连通与均匀分布，使之既与人体的骨组织生长相一致，又减轻了材料本身的重量，以适合人体植入使用。

难熔金属钽，由于它具有优秀的生物相容性，其多孔材料有望作为替代前述等传统医用金属生物材料。由于金属钽对人体的无害、无毒、无副作用，以及随着国内外医学的飞速发展，对钽作为人体植入材料认知的进一步深入，人们对人体植入用多孔金属钽材料的需求变得越来越迫切，其中作为多孔医用植入金属钽，如果能具有很高的均匀分布连通孔隙以及与人体相适应的物理机械性能，则其有望作为一种新型的骨组织替代材料。

目前多孔钽生物材料的制备方法主要有粉末松装烧结法、泡沫浸渍烧结法，浆料发泡法等等，这些方法制备出的多孔钽虽然孔隙度能够满足要求，但是孔隙形貌不好，多少为闭合的微小孔隙、孔隙分布不均匀。然而生物材料最大特点是形状复杂，对微小的细节要求高，特别是材料的孔隙要完全三维连通且分布均匀。因此，对成型技术提出了很高的要求，而传统的成型技术由于受到制备工艺的限制而无法满足需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适于工业化生产的多孔钽医用植入材料的制备方法，该方法制得的多孔钽医用植入材料孔隙完全三维连通、且孔隙分布均匀，生物相容性好，同时其强韧性好、力学性能优异。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种多孔钽生物医用植入材料的制备方法，其特征在于：将纯钽粉与粘结剂混合均匀得到钽粉浆料；将孔隙率为20％～50％、完全三维连通的高分子树脂模板支架放入钢模中，将所述配制好的钽粉浆料灌入钢模中并漫过其中的高分子树脂模板支架，然后缓慢均匀地对钢模四周加压使钽粉充分完全地填充到高分子树脂模板支架中，所施加的压力从0MPa匀速增加到8～12Mpa、加压过程所用时间为2～5h，再通过化学溶解脱除高分子树脂模板支架、得到多孔钽的坯体骨架，最后通过脱脂、烧结、冷却等后处理得到生物医用多孔钽植入材料，所述烧结是在真空度为10^-4Pa～10^-3Pa，以10～20℃/min升温至1500～1800℃、保温120～240min、随炉冷至200～300℃，再以10～20℃/min升温至1500～1800℃、保温180～240min，以5～10℃/min升温至2000～2200℃、保温120～360min。

通过上述的加压使得金属钽粉完全、均匀地填充到了三维高分子树脂支架之中，化学方法脱除三维支架后，得到的是完全三维连通的多孔金属材料的坯体，烧结后得到完全三维连通、孔隙均匀的多孔金属植入材料，使该多孔金属植入材料生物相容性好。上述孔隙率为20％～50％、完全三维连通的高分子树脂模板支架可通过发泡法、三维打印法等本领域常规方法制得，所有的20％～50％、完全三维连通的高分子树脂模板支架均适用于本发明，根据高分子树脂模板支架的成分对其采用化学溶解脱除对本领域技术人员来说是常识；上述脱脂步骤可按本领域常规脱脂进行。

在医用多孔金属材料的研发过程中，医用多孔金属材料作为替代承重骨组织的材料，对力学性能如强度、韧性要求高，通常在满足了力学性能的同时生物相容性得不到有效保证。医用多孔钽的制备路线众多，发明人创造性地提出了采用上述步骤、工艺制备医用多孔钽植入材料，有效防止了采用浸浆法易出现的堵孔、浸浆过程难控制、制得的产品质量不均匀等问题；特别是采用上述缓慢加压制坯、使制得的多孔钽材料孔隙完全三维连通且均匀、有效提高了材料的生物相容性，上述烧结处理工艺，使得坯体成为了发热体，烧结得更均匀、透彻，制得的多孔钽植入材料强韧性好、非常适合作为替代人体承重部位骨组织如股骨、面股等多孔钽植入材料；经过测试其弹性模量可达4.5～5.5Gpa、弯曲强度可达120～140Mpa、抗压强度可达65～75MPa。