[发明专利]一种钛基材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种钛基材料及其制备方法和应用。一种钛基材料制备方法，包括以下步骤：S1.对钛基原料进行多步热处理；S2.对步骤S1所得钛基原料进行酸蚀；酸蚀采用的蚀刻液中包含酸和亚铁离子。本发明的钛基材料制备方法，由于调整了各步骤工艺，能够获取形貌均一、具有蜂窝状孔结构的钛基材料，使其更满足种植体对原材料的要求。

技术领域

本发明属于钛基材料制备技术领域，具体涉及一种钛基材料制备方法及其应用。

背景技术

钛基材料，包括钛和钛合金，具有优良的生物相容性和优异的机械性能，因此在器官缺损修复领域应用越来越广泛，尤其是在口腔种植体领域，钛基材料已成为目前的首选材料。但钛及钛合金作为惰性金属，缺少刺激成骨细胞、促进骨细胞增殖的能力，也就是，现有的钛基口腔种植体，主要依靠其与牙槽骨的机械性锁合提供固位力，但无生物活性。

为了解决上述问题，对钛种植体的表面改性成为了国内外的研究热点。表面改性方法中，在钛基材料表面形成一层具有生物活性的膜或涂层成为了热点中的热点，常用的涂层材质有水凝胶、明胶、羟基磷灰石等可降解材料；同时涂层中还可以添加骨形态发生蛋白、促骨生长因子等生物活性因子，进而形成具有生物活性的复合涂层；此外，形成上述复合涂层之前，还可以在钛表面形成多孔结构，以增大摩擦力，使复合涂层更好地附着在钛基材表面，保证使用过程中复合涂层的附着牢固性，使用过程中，随着涂层缓慢降解，生物活性因子逐渐释放，达到生物化学结合，诱导骨组织的形成的作用，因此可以达到更好的治疗效果。

但是，现有的表面处理技术多而杂，且不够稳定，无法在钛基体上获得稳定均匀的多孔蜂窝状形貌，也就是钛基体的蚀刻形貌呈现无规律的多样性，难以满足口腔种植体对原材料的要求。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种钛基材料，上述钛基材料表面具有蜂窝状孔结构，表面晶粒大小适中、孔结构均匀，更满足口腔种植体对原材料的要求。

本发明还提出一种上述钛基材料的制备方法。

本发明还提出一种由上述钛基材料制备所得的种植体。

根据本发明的一个方面，提出了一种钛基材料；所述钛基材料表面具有蜂窝状孔结构；所述蜂窝状孔结构，孔径为0.1～5μm，所述钛基材料中，分布有粒径为10～100μm的晶粒。

根据本发明的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：

由于本发明所提供的钛基材料表面具有蜂窝状孔结构，且蜂窝状孔结构孔径均匀，表面晶粒大小适中，因此用于口腔种植体的制备后，可有效刺激骨细胞的再生，若其表面附有活性涂层，也可提升活性涂层与钛基材料之间的附着力，同时还可以控制活性涂层的降解速度，以达到更好的治疗效果。

在本发明的一些实施方式中，所述粒径为10～100μm的晶粒，分布于所述钛基材料表面，所述蜂窝状孔结构所在的区域。

在本发明的一些实施方式中，所述钛基材料，晶界处富集有Fe元素。

根据本发明的一个方面，提出了一种钛基材料制备方法，包括以下步骤：

S1.对钛基原料进行两步热处理；

S2.用蚀刻液对步骤S1所得钛基原料进行酸蚀；所述蚀刻液中包含酸和亚铁离子。

根据本发明的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：

(1)本发明步骤S1中，多步热处理制度可使钛基原料获得尺寸均匀的等轴晶粒组织；进而提升所得钛基材料的力学性能。

(2)本发明步骤S1中，多步热处理制度可使钛基原料中的杂质充分扩散到晶界处，而杂质含量在晶界处的富集使得蚀刻反应具有优先选择性，即晶界处比晶内更容易被腐蚀，从而更有利于获得本方案所需的蜂窝状孔结构。