[发明专利]一种增级多孔钽植入体激光选区制备方法及植入体

权利要求书

1.一种增级多孔钽植入体激光选区制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

制备球形钽粉末和纳米钽氢化物，将5-30μm球形钽粉与1-10纳米级别的纳米钽氢化物进行混合，采用高速球磨与均质复合方式，将纳米钽氢化物组装粘合在球形钽粉末表面，实现表面粘附式组装；

进行第三级多孔结构与第四级多孔结构的设计，并进行数据处理导入激光选区熔化成型系统，并将已粘附纳米钽氢化物的球形钽粉末作为成形材料，所述第三级多孔结构为100-500μm级别的多孔结构，所述第四级多孔结构为1-10mm的多孔结构；

激光选区熔化成形过程中，在光斑大小为50-100μm激光辐射作用下，按照设定的扫描速度将20-50μm层厚球形钽粉末熔化，形成单熔道，熔道中纳米钽的氢化物因高温分解氢气，氢气在高温高压作用下爆破溢出，在成形钽表面形成微纳米级结构，此为第一级多孔结构，该第一级多孔结构多为1-500nm纳米级别，少数为1-5微米级别多孔结构；在激光选区熔化成形过程中，按照激光功率为300-500W，扫描速度为400-1000mm/s，层厚为20-50μm，扫描间距为0.08-0.2mm的工艺参数进行成形，成形预热要求达到200摄氏度以上；

根据激光工艺参数，采用0.08-0.20mm的扫描间距，从而让熔道与熔道之间形成间距，于此同时，当前层扫描方向与下一层扫描方向形成一定夹角，从而构建了第二级多孔结构，该第二级多孔结构为10-80微米级别多孔结构；

所述的增级多孔钽植入体包含的第三级多孔结构与第四级多孔结构由CAD设计软件进行设计定制而成，而通过参数化设计可对多孔结构的孔隙率进行定义，并通过孔隙率变化调节弹性模量，实现植入体孔隙率与弹性模量的自定义；

所述第一级多孔结构具体为：

第一级多孔结构由于钽氢化物中的氢溢出形成微爆破非均质微纳孔，由于氢的爆破，相比SLM正常成形的气体溢出孔更大，此部分孔用于增加成形表面粗糙度，易于组织与细胞的粘附生长；

所述第二级多孔结构具体为：

第二级多孔结构由于SLM成形熔道与熔道之间的间距形成间隙，此外当前层熔道与下一层熔道之间形成30-90度夹角，从而构成10-80微米多孔结构，此部分多孔结构微观层面比较小，相互连通；

所述第三级多孔结构和第四级多孔结构采用SolidWorks或UG进行正向建模，或者通过三维扫描重建的逆向方式获得的自然多孔结构，或者通过Rhino软件中的Grasshopper插件进行参数化构建多孔结构；

上述共四级多孔结构形成跨级纳米尺度、微纳米尺度、微米尺度、毫米尺度的多重跨尺度宏微观一体化的增级多孔钽植入体。

2.根据权利要求1所述一种增级多孔钽植入体激光选区制备方法，其特征在于，所述第一级多孔结构与第二级多孔结构分布在CAD设计的第三级、第四级多孔结构上。

3.根据权利要求1所述一种增级多孔钽植入体激光选区制备方法，其特征在于，钽氢化物分解的氢气从熔池爆破溢出后，与成形室内的微氧结合，形成水，在循环气体带动下，经过过滤系统干燥排除。

4.一种增级多孔钽植入体，其特征在于，通过权利要求1-3中任一项所述增级多孔钽植入体激光选区制备方法制备得到。