[发明专利]一种有序多级孔结构钽骨植入体的制备方法

说明书

本发明公开了一种有序多级孔结构钨骨架的制备方法，采用电子束选区熔化技术制备有序孔结构钨骨架：首先，设计有序多孔钽骨植入体三维结构，对其模型进行分层切片处理，获取在不同高度上分层的信息；然后设定电子束选区熔化技术工艺参数，成型设备开始运行直至整个有序多孔钽骨植入体制造完成；对该有序多孔钽骨植入体进行酸洗处理，除去表面杂质和降低表面粗糙度，酸洗后进行超声波清洗出去表面酸残留；在生物活性电解液中对多孔钽进行阳极氧化，在其表面制备一层孔分布均匀的生物活性层，从而得到一种具有有序多级孔结构的钽骨植入体，提高钽骨植入体生物相容性。

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种有序多级孔结构钽骨植入体的制备方法。

背景技术

人体骨-肌系统的常见疾病包括骨关节退行性变、脊柱退行性变、四肢创伤、骨缺损、骨质疏松及骨肿瘤等。骨植入作为骨-肌系统治疗的主要方式，其主要功能是全部或部分替代受损或病变关节、骨骼、软骨或肌肉骨骼系统。金属钽具有优秀的生物相容性，有着“生物亲金属”之称。多孔钽是一种泡沫状的多孔金属，孔径为400～600μm，孔隙率为70％～80％，弹性模量约3GPa，介于人体松质骨(0.1～1.5GPa)和皮质骨(12～18GPa)之间，堪称最理想的骨关节外科填充材料。

目前，多孔钽骨植入体主要采用增材制造工艺进行精确制备，增材制造技术可根据患者患处三维模型对钽骨植入体进行精确制备，以最大限度同患者进行匹配。但是，目前制备的多孔钽与骨的成分不同，多孔钽材料表面生物活性不尽理想，在植入早期不能与骨形成化学结合，也没有促进新骨形成的能力。因此，对于增材制造多孔钽骨植入体进行表面改性具有极其重大的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种有序多级孔结构钽骨植入体的制备方法，解决了现有增材制造技术制备钽骨植入体表面生物活性低的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种有序多级孔结构钽骨植入体的制备方法，采用电子束选区熔化技术制备有序孔结构钽骨植入体，具体按以下步骤实施：

步骤1，首先设计钽骨植入体三维模型；

步骤2，将设计的钽骨植入体结构输入计算机中建立三维实体模型，然后对三维立体模型进行分层切片，获取在不同高度上分层的信息；

步骤3，设定电子束选区熔化技术工艺参数，然后成形设备开始运行直至整个有序钽骨植入体制造完成；最后将成形的钽骨植入体进行除杂，得到一种有序孔结构钽骨植入体；

步骤4，将经步骤3得到的钽骨植入体通过酸洗、超声清洗以及电解过程得到具有有序多级孔结构的多孔钽骨植入体。

本发明的特点还在于：

其中步骤3中电子束选区熔化技术工艺参数为：束斑尺寸为90μm-100μm，预热电子束电流为38mA-39mA，电子束功率为3kw-3.1kw，扫描速度为(1.3-1.46)×10⁴mm·s^-1，预热温度为1600℃-1800℃；熔化扫描电流为20mA-21mA，熔化扫描速度120mm·s^-1-200mm·s^-1，每层铺粉厚度为50μm-55μm；

其中步骤3中成型设备工作过程为：将金属钽粉末添加到送粉系统中，然后铺粉辊均匀铺粉，当每一层粉铺好之后，扫描系统在计算机的控制下开始按得到的分层信息打印，经激光扫描、预热、熔化以及成型过程，不断重复扫描至成型过程，直至三维零件制造完成；

其中金属钽粉末质量纯度不小于99.6％，直径为10μm-90μm；

其中金属钽粉末添加到送粉系统前需利用除湿机进行除湿处理；