[发明专利]多孔钛铜/羟基磷灰石复合材料及制备方法

说明书

本发明涉及一种多孔钛铜/羟基磷灰石复合材料及制备方法，属于生物医用材料技术领域。所述多孔钛铜/羟基磷灰石复合材料的制备方法包括：将粒度200目以下的钛粉和铜粉混匀，得到钛铜混合粉末；将钛铜混合粉末与粒度150目以下的羟基磷灰石粉末混合均匀；将硬脂酸、粘结剂与步骤(2)中的钛铜/羟基磷灰石混合粉末混合得到混合物；将混合物压制成型，得到压坯；将所述压坯在真空环境中进行烧结，烧结完成后冷却即得到多孔钛铜/羟基磷灰石复合材料；其中，所述铜5～25wt％，羟基磷灰石5～30wt％，钛45～90wt％。本发明的复合材料具有力学性能、抗菌性能、生物活性均好的优点，可用作骨缺损修复的植入材料。

技术领域

本发明涉及一种多孔钛铜/羟基磷灰石复合材料及制备方法，属于生物医用材料技术领域。

背景技术

多孔钛作为骨植入材料具有许多优点，如良好的强度、与骨组织相近的弹性模量、良好的生物相容性、其多孔结构可通过骨组织长入提供生物固定等。然而，尽管手术时采用严格的无菌程序和术后使用抗生素，但是骨科植入材料植入后的平均细菌感染仍高达2～5％。细菌感染可引起植入材料的松动而致使植入失败。

开发自身具有抗菌性能的植入材料是降低细菌感染的有效途径和迫切需求。目前主要有两种方法达到这一目的：一种是对钛进行表面改性获得表面抗菌性，但是一旦抗菌表面被某些原因破坏，抗菌性能就会消失；二是添加具有抗菌性的合金元素开发具有整体抗菌性的新型钛合金。例如，通过添加具有抗菌性的Cu或Ag元素，即可制备出具有优良抗菌性能的整体抗菌钛合金。在制备多孔钛时添加Cu或Ag作为合金化元素，还可以增加多孔钛的强度，提高其使用的安全性。相对于银来说，铜是人体必需的微量元素，并且成本较低。因此，多孔钛铜合金作为抗菌骨科植入材料具有广阔的临床应用前景。然而，多孔钛铜合金缺乏生物活性，在植入时不能与周围的骨组织形成强的化学键性结合，长期使用可能会产生植入材料的松动。因此，需要对多孔钛铜合金赋予生物活性以提高与周围骨组织的结合能力。

羟基磷灰石(HA)具有与天然骨中磷灰石相似的化学成分和晶体结构，与人体骨组织有良好的生物相容性，并具有生物活性，是最有吸引力的人体硬组织植入生物陶瓷材料之一，但是其较差的力学性能使其应用受到限制。在钛及钛合金表面采用等离子喷涂、激光熔覆等方法制备羟基磷灰石涂层改善了钛及钛合金的生物活性，但是二者在物理性能和热性能上的差异会引起涂层脱落、降解等问题。

发明内容

本发明要解决的第一个问题是提供一种多孔钛铜/羟基磷灰石复合材料的制备方法。

为解决本发明的第一个技术问题，所述多孔钛铜/羟基磷灰石复合材料的制备方法包括：

(1)制备钛铜混合粉末：将粒度200目以下的钛粉和铜粉混匀，得到钛铜混合粉末；所述混匀的方法优选为：湿法球磨混合均匀，干燥，所述干燥的温度优选40～80℃；

(2)制备钛铜/羟基磷灰石混合粉末：将步骤(1)中得到的钛铜混合粉末与粒度150目以下的羟基磷灰石粉末混合均匀；

(3)硬脂酸、粘结剂与混合粉末混合：将硬脂酸、粘结剂与步骤(2)中的钛铜/羟基磷灰石混合粉末混合得到混合物；优选硬脂酸和粘结剂先混合，然后再与步骤(2)中的钛铜/羟基磷灰石混合粉末混合得到混合物；

(4)压制成型：将步骤(3)得到的混合物压制成型，得到压坯；

(5)真空烧结：将所述压坯在真空环境中进行烧结，烧结完成后冷却即得到多孔钛铜/羟基磷灰石复合材料；

其中，所述铜5～25wt％，羟基磷灰石5～30wt％，钛45～90wt％。

步骤(1)所述的干燥可以在恒温干燥箱中干燥，干燥温度对产品性能有影响，干燥温度太高，粉末可能会氧化，一般40～80℃。