[发明专利]一种医用环保型复合金属材料的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种医用环保型复合金属材料的制备方法及其应用，该工艺通过利用由单宁酸、硼酸钠、磷酸氢二钠、碳酸氢钠、聚乙二醇、二硫苏糖醇制得的基质处理剂对高温煅烧的锰、镍、钽复合金属材料进行处理活化，应用常温铸模、高温高压反应、阴干脱模、化学沉降富集、静置钝化、车床加工等一系列操作后得到复合金属材料。制备而成的医用环保型复合金属材料，其强度高、耐磨性能好、细胞毒性小，具有较好的应用前景。同时还公开了由该制备方法制得的医用环保型复合金属材料在人工假体、支架材料中的应用。

技术领域

本发明涉及金属材料这一技术领域，特别涉及到一种医用环保型复合金属材料的制备方法及其应用。

背景技术

生物金属材料在生物材料中拥有悠久的使用历史。在上个世纪三十年代，不锈钢金属材料制成的内植物就首先被应用在骨科的临床治疗中，随着无菌观念的不断加强和无菌手术的完善，不锈钢金属内植物得到了更为广泛的应用。此后，锰、镍、钴等合金材料也被应用于临床。现阶段这一类新型的合金材料在临床及实验研究中仍然是最受欢迎的生物金属材料，这与其良好的生物相容性、良好的生物力学性能和较强的抗磨损抗腐蚀能力密切相关。不锈钢材料、钴铬钼合金材料、钛及钛合金和钽金属材料这几大主要的生物金属材料被广泛的加工成人工髋关节、人工膝关节、内植接骨板、髓内钉、外固定针等应用于骨科手术中，同时在牙科材料、心血管支架等其他领域也被较为广泛的使用。现在，生物金属材料在医疗器械材料方面的应用主要有两个方面：生物金属材料作为骨或者关节的替代物使用；生物金属材料作为骨折后固定物使用。根据应用方面的不同，材料的选择和加工设计存在着较大的差异，但无论应用于哪一方面，都需要均衡考虑材料的属性(生物学属性和力学属性)和材料的加工制作成本，毫无疑问，拥有良好的骨组织传导性、骨组织诱导性和骨组织相容性的低成本生物金属材料是较理想的临床应用材料之一。钽金属因其与人体组织具有良好的组织相容性，作为骨科置入物的理想材料在医学领域的应用己超过半个世纪，在人工关节、脊柱内固定、骨坏死及骨缺损修复等多个领域均有其使用价值。所以本发明将金属钽加入到研究的内容里面，合成特异性的复合金属材料，不仅克服看了传统不锈钢材料在骨科、牙科等领域的应用缺陷，同时其生物相容性能得到提高，细胞毒性小，性能稳定，是一种优良的医用后备材料。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种医用环保型复合金属材料的制备方法及其应用，该工艺通过利用由单宁酸、硼酸钠、磷酸氢二钠、碳酸氢钠、聚乙二醇、二硫苏糖醇制得的基质处理剂对高温煅烧的锰、镍、钽复合金属材料进行处理活化，应用常温铸模、高温高压反应、阴干脱模、化学沉降富集、静置钝化、车床加工等一系列操作后得到复合金属材料。制备而成的医用环保型复合金属材料，其强度高、耐磨性能好、细胞毒性小，具有较好的应用前景。同时还公开了由该制备方法制得的医用环保型复合金属材料在人工假体、支架材料中的应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种医用环保型复合金属材料的制备方法，由以下步骤组成：

(1)将二氧化锰5-10份、氧化镍2-5份、硫酸镍1-3份、氧化钽5-10份、碳化钽3-5份、碳酸钙1-4份、氮化硅1-2份、丁二胺1-4份、甘氨酸4-6份，混合均匀后注入氧气高温烧结炉中，充入氧气，加热至750-800℃，保温3h,然后采用快速降温的方法，将反应温度降至560℃，反应2小时，再加入聚氨酯8-12份、二氧化硅1-4份，反应30分钟，然后自然降温至室温，得到基质材料；

(2)将单宁酸1-3份、硼酸钠2-4份、磷酸氢二钠1-3份、碳酸氢钠2-4份、聚乙二醇1-3份依次加入1L 16％的柠檬酸钠溶液中，搅拌15分钟，搅拌速度为150-200转/分钟，然后冰浴静置2h,加入5％的二硫苏糖醇溶液50-100ml,搅拌均匀后，室温放置1h，得到基质处理剂；

(3)将步骤(1)得到的基质材料15-20份加入到步骤(3)的基质处理剂3-5份中，搅拌混匀以后成浆状，将浆状混合物注入到高速搅拌机中进行混匀，转速为1000-1500转/分钟，搅拌时间30-60min；