[发明专利]一种制造医用人造关节的材料

说明书

技术领域

本发明属于医疗卫生领域，尤其是涉及一种制造医用人造关节的材料。

背景技术

随着现代医学与材料学的发展，医用假肢、人工关节、骨固定器，牙齿植入物，心脏瓣 膜罩等用于制造植入人体内的医疗器件、假体或人工器官和辅助治疗设备在医疗卫生领域的 应用日益广泛，随着该类手术越来越成熟，人造关节的需求量大幅度增加，并且上述部件在 生物相容性、强度、塑性、耐腐蚀性方面有了长足的发展。目前在医学领域中所使用的医用 合金有主要有Ni-Cr系、Co系，Ti系等，其中Ti系的Ti-6Al-4V合金是应用最广泛的医用合 金，但近年来发现，Ti-6Al-4V合金在使用中会析出极微量的钒和铝离子，其中析出的钒离子 有毒性会引起不利的组织反应，铝离子会引起人体神经紊乱，降低细胞适应性等对人体造成 危害的缺陷，目前主要的解决方法是通过表面涂层与其它处理技术在一定程度上阻止钒、铝 等有毒元素离子的析出，但该方法增加了加工工序的复杂性，提高了成本，并且仍会有一部 分钒、铝有毒元素析出，可靠性不能得到保证。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种制造医用人造关节的材料，其具有良好的强度、塑性、耐 腐蚀性，并且无毒害，具有良好的生物相容性。

本发明完整的技术方案为：

一种制造医用人造关节的材料，其特征在于，所述材料的成分组成为：

Nb：0.2％-1.0％，Cu：4.5％-6.0％，Fe：6％-8％，Mo：6％-7％，Mn：0.3％～1.0％，Zr： 6％～16％，Ge：0.5％～0.8％，Ga：3％-4％，Cr：2％-4％，Ca：1％-3％，Mg：0.1％-0.3％，In： 1％-2％，C：0.1％以下，余量为Ti；

所述材料由元素粉与合金粉混合而成，其中所述元素粉为：Ti粉、Zr粉的粒度为100-120 目；Cu粉、Mo粉的粒度为120-160目；Ca粉、Nb粉、Mn粉、Ge粉的粒度为200-220 目，C粉、Mg粉的粒度为220-240目；

所述的合金粉为：Fe、Ga、Cr、In熔炼成Fe-Cr-In-Ga合金后制粉，所述的Fe-Cr-In-Ga 合金粉的粒度为80-100目。

优选的，所述的Fe-Cr-In-Ga合金粉采用真空感应炉冶炼，首先将Fe、Cr加入感应熔炼 炉的坩埚中，抽真空到10^-4Pa，吹入氩气保护，加载功率至350KW至合金材料完全融化，加 入Ga、In，保温5分钟，随后翻转坩埚，倒入石墨模具中，得到合金铸锭，对上述合金铸锭 采用机械粉碎或雾化法制成所需粒度的Fe-Cr-In-Ga合金粉。

所述的元素粉选择相应的金属铸锭，清洗后采用机械粉碎或雾化法得到所需粒度的元素 粉。

本发明相对于现有技术的优点为：

本发明选择与人体内部环境最为兼容的Ti金属作为合金基体，并选择加入Zr、Ge等元 素增加了合金的生物相容性，同时Mn、Fe、Mo、Nb等元素在Ti合金中以固溶形式存在， 起到固溶强化的作用，是采用本发明材料制得的医用人造关节的强度远大于医用纯钛材料， 并且在加工方法上，加入Fe、In、Ga等成分，该成分的加入显著降低了Ti合金的熔点，使 得在制粉的熔炼过程，或者后续的烧结过程，均降低了熔炼或烧结温度，Ca，C、Cr、Cu、 Fe、Mg、C等元素形成了多元合金体系，对Ti形成阳极钝化，显著增加了合金的耐腐蚀性， 并且通过优化的合金成分设置，使得组分之间形成稳定的结合，该合金材料制得的人造关节 在人体内部环境中，Cu、Cr等金属离子不会析出，对人体无害，具有非常良好的生物相容性。 该材料的强度对人体内部环境友好，密度低，具有良好的熔炼、烧结加工性能，力学性质接 近人骨，耐疲劳、耐腐蚀性能好。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。

按百分比含量称量好所需的各种高纯金属：其中各材料的成分组成为：

Nb：0.2％-1.0％，Cu：4.5％-6.0％，Fe：6％-8％，Mo：6％-7％，Mn：0.3％～1.0％，Zr： 6％～16％，Ge：0.5％～0.8％，Ga：3％-4％，Cr：2％-4％，Ca：1％-3％，Mg：0.1％-0.3％，In： 1％-2％，C：0.1％以下，余量为Ti。