[发明专利]一种促成骨含铷钛钽复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种促成骨含铷钛钽复合材料及其制备方法和应用，该方法对经等离子活化烧结合成的钛钽复合材料进行喷砂、酸处理及碱热处理使钛钽复合材料表面改性，并通过离子交换使经表面改性的钛钽复合材料表面掺入铷盐，最后通过高温煅烧制备得到促成骨含铷钛钽复合材料。本发明的材料具有良好的生物相容性，不具有细胞毒性，促进细胞增殖，具有良好的诱导前成骨细胞成骨分化的作用。该材料能有效解决骨修复材料在临床应用时与人体相容性差等问题，在临床骨修复中具有广泛应用前景。

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种促成骨含铷钛钽复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

膝关节骨性关节炎、髋部骨折、脊柱退行性疾病均为发病率较高的骨科疾病，且随着人口老龄化的加剧，导致疾病发生率呈上升、年轻化趋势。钛钽复合材料因其良好的力学性能、优异的生物相容性和较低的成本被广泛应用于临床骨科领域，如关节置换、脊柱内固定等常用骨折患者治疗方法，均需使用钛钽复合材料作为骨替换材料。但是，由于钛钽复合材料为生物惰性材料，植入体内后与人体自身骨的结合方式多为机械键合，未能与人体进行细胞、组织键合，抗压抗拉能力较差，与人体结合程度较低，易发生组织与植入材料的脱落导致手术失败，病人需承担较大痛苦，并大幅提高医疗成本。因此，对钛钽复合材料进行表面改性，提高其生物学活性，是提高手术成功率的关键。

随着我国铷矿不断被发掘，铷提取技术不断进步，铷资源的开发与利用不断受到人们的关注。在我们之前的研究中发现：铷离子有一定促进成骨作用，能有效诱导前成骨细胞向成骨细胞分化，提高钛钽复合材料的生物活性。为提高骨修复材料的功能效果，可将铷盐添加到钛钽复合材料中，一方面能够改善钛钽复合材料的力学性能，同时使其具有良好的生物活性，形成具有临床应用价值的促成骨钛钽复合材料。

然而到目前为目，还未见有对钛钽复合材料进行铷掺杂的报道。

发明内容

针对现有技术中，医用钛钽复合材料生物活性差，在实际临床应用中易引起手术失败的问题，本发明的目的在于提供一种具有优异力学性能、生物活性的促成骨含铷钛钽复合材料及其制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种促成骨含铷钛钽复合材料，所述含铷钛钽复合材料由钛钽复合材料经表面掺铷获得，所述钛钽复合材料由放电等离子烧结而成。

本发明中，所提供的促成骨含铷钛钽复合材料，是由经SPS烧结而得的钛钽复合材料掺铷获得的，发明人意外的发现，经SPS烧结的钛钽复合材料经掺铷后，具有最佳的促成骨能力，一方面源于基体的性能，一方面源于基体性能导致的掺杂量，比如说相对于真空烧结，SPS烧结的所制得的钛钽复合材料进行掺铷，其掺杂量要低，但是这种掺杂量对于促成骨来说是最适合的，因此可以获得最佳的促成骨性能。

优选的方案：所述钛钽复合材料中，按原子比计，钛:钽＝1:10-30。

作为进一步的优选，所述钛钽复合材料中，按原子比计，钛:钽＝1:20-30。

在本发明方案中，钛钽复合材料的原子比在本发明范围内，具有最佳的与人体骨力学性能相匹配的力学性能及抗摩擦磨损性能。

本发明一种促成骨含铷钛钽复合材料的制备方法，包括如下步骤：将钛钽合金粉进行放电等离子烧结获得钛钽复合材料，钛钽复合材料依次进行喷砂处理、酸处理、碱热处理获得表面处理的钛钽复合材料、然后将经表面处理的钛钽复合材料浸泡于铷盐溶液中反应，获得铷盐处理的钛钽复合材料，将铷盐处理的钛钽复合材料煅烧即获得含铷钛钽复合材料。