[发明专利]具有骨诱导及骨助长活性外层可降解的医用钛基复合棒材及其制备方法

说明书

本发明公开了具有骨诱导及骨助长活性外层可降解的医用钛基复合棒材，由内至外依次设有钛合金棒材层、锌合金层和镁合金层；镁合金层上设有向内延伸的燕尾凸棱，锌合金层设有和燕尾凸棱配合的燕尾凹槽，燕尾凹槽底部延伸至钛合金棒材层，镁合金层内周向设有弧形凹槽，弧形凹槽内填充有骨诱导活性物质；锌合金层内沿径向设置扇形填充槽，扇形填充槽内填充骨助长活性物质。上述棒材植入人体后，镁合金层迅速被吸收，骨诱导活性物质诱导骨骼生成，锌合金层和骨助长活性物质促进骨骼生长，加强骨骼强度，钛合金棒材留在体内。本发明还提供了上述棒材的制备方法，易于操作、便于产业化生产。

技术领域

本发明涉及医用新材料技术领域，尤其涉及一种具有骨诱导及骨助长活性外层可降解的医用钛基复合棒材及其制备方法。

背景技术

人体的股骨、肱骨等关键部位需要具有较好的承重能力，在植入医用金属材料时，需要在体内承受特定的载荷并永久或半永久性地留存，这就要求植入材料具有一定的强度，并且具有较好的稳定性。现有常用的刚性材料多为不锈钢或钛合金。其中不锈钢中含有铬、镍等成分，部分不锈钢中还含有钴，不锈钢材料在人体留置过程中会向人体组织中扩散铬、镍等对人体产生毒性的元素，积累一段时间后对人体健康具有一定的损害。钛合金因其具有较好的生物相容性而被广泛使用，但钛合金仅能起到连接和支撑作用，对植入部位新骨的生长无促进作用，影响治疗效果。

镁合金和锌合金在人体内可以完全降解，镁合金存在降解速度快，而且还存在着严重的点状腐蚀现象，使材料过早的失去力学支撑，无法满足患者的需要。锌合金可有效降低其降解速率，但存在力学强度低等问题，限制了其在植入材料中的应用，上述材料均无促进新骨生长的作用，导致患者恢复周期较长，给患者造成极大的痛苦，治疗效果不理想。

现有的植入材料通过设置骨诱导涂层实现诱导骨骼生成的效果，但是，此时新骨的生长缓慢，并且刚长出的新骨强度弱，承重能力差，易开裂，很长时间借内不能发挥正常的功能。因此，研发一种医用棒材，即能满足人体关键部位对植入棒材的强度及稳定性要求，又能促进新骨生长，缩短临床恢复周期，减轻患者痛苦，提高患者的满意度，显得尤为重要。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种具有骨诱导及骨助长活性外层可降解的医用钛基复合棒材，一方面具有较好的强度；另一方面同时具有骨诱导和骨助长活性，满足不同时期骨骼的恢复需求，更好的发挥治疗效果。

本发明的目的之二在于提供一种具有骨诱导及骨助长活性外层可降解的医用钛基复合棒材的制备方法。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

具有骨诱导及骨助长活性外层可降解的医用钛基复合棒材，由内至外依次设有钛合金棒材层、锌合金层和镁合金层；

所述镁合金层上设有向内延伸的燕尾凸棱，所述锌合金层设有和所述燕尾凸棱配合的燕尾凹槽，所述燕尾凹槽底部延伸至钛合金棒材层，所述镁合金层内周向设有弧形凹槽，所述弧形凹槽内填充有骨诱导活性物质；

所述锌合金层包括锌合金主体，所述锌合金主体内设有骨助长活性物质，所述锌合金层内沿径向设置扇形填充槽，所述扇形填充槽沿锌合金层周向均匀分布，所述扇形填充槽内填充骨助长活性物质；

所述钛合金棒材层在垂直棒材长度方向的横截面呈圆形。

进一步地，所述镁合金层包括第一弧形部、第二弧形部，所述第一弧形部和第二弧形部的中间位置设置向内延伸的燕尾凸棱，第一弧形部和第二弧形部关于经过棒材中心的直线对称，第一弧形部和第二弧形部内周向设置弧形凹槽。

进一步地，所述燕尾凸棱和燕尾凹槽通过过盈配合连接。采用上述机械连接方式使镁合金和锌合金层及钛合金棒材层结合牢固，稳定性好。

进一步地，所述燕尾凹槽在钛合金棒材层的延伸深度为2-5mm。