半降解钛镁复合微球骨填充医用材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种医用骨填充材料，具体涉及一种半降解钛镁复合微球骨填充医用材料，属于生物医学工程技术领域。
【背景技术】
[0002]骨科临床有大量骨缺损病例，需要有能够提供足够强度的骨填充、修复材料，虽然公认的自体骨移植是最安全可靠的方法，但对患者有二次伤害；异体骨移植既有排异的问题，又受到来源的限制；临床大量使用的骨水泥存在着固化放热损伤周围肌体组织的风险，而且固化后的骨水泥生物力学性能与自然骨严重不匹配，影响长期稳定性。因此具有优秀骨传导、优秀生物力学性能的新型骨科材料对骨科临床应用具有重要意义。
[0003]申请人之前的专利申请(公开号为CN101584880)提供了一种用于人体骨缺损填充修复的材料，该骨缺损填充修复材料包括纤维多孔钛微球及纳米锶磷灰石层，该纤维多孔钛微球由纯钛纤维制成，纤维的多孔钛微球与纳米锶磷灰石层复合修复骨缺损，能在保持原有的纤维多孔材料的基础上，促进成骨细胞的黏附、增殖和分化，更有效地诱导骨的形成。
[0004]但是由于其材料结构特征的限制，上述材料的强度和刚度较低，抗压强度仅为15.0-16.0MPa,弹性模量仅为0.9-1.2GPa?所以纤维多孔钛微球只能用于对强度和刚度要求较低的骨填充修复场合，对于大多数需要承载的骨修复，上述材料难以满足要求。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是克服现有人体骨缺损修复材料强度和刚度低的不足，提供一种钛钽复合微球骨填充医用材料，在保持优秀骨传导性的基础上，显著提高强度和刚度，并且通过材料核心部分中镁的降解和新骨长入，构造植入体在生物环境下的长期稳定性，此外提供足够的表面多孔层，方便进行后续的生物活性涂层、引入骨诱导因子、载入锶元素、载入抗菌银离子、载入抗炎或抗肿瘤药物等各种功能性改进，从而具有高强度和刚度、生物环境下的较长疲劳寿命以及优秀的骨传导性能。
[0006]本发明解决其技术问题的技术方案是:
[0007]一种半降解钛镁复合微球骨填充医用材料，其特征在于:所述骨填充医用材料为钛镁复合微球，该钛镁复合微球包括采用医用钛或钛合金丝编织成多孔微球，并在该多孔微球中心注入液态镁或镁合金熔液，冷却凝固后形成的钛/镁两相复合材料构成的微球心部以及缠绕型钛多孔层构成的微球表面，该微球表面内包含有为表面生物活性涂覆和药物载入提供的空间，所述钛/镁两相复合材料中的镁在生物环境下进行降解，其降解速度能够调节。
[0008]作为进一步改进，所述的微球心部中复合两相的体积比为:钛/镁=0.1:0.9?0.9:0.1o
[0009]作为进一步改进，所述的微球表面的孔隙率为10% -90%。
[0010]作为进一步改进，所述的医用钛或钛合金丝的直径为0.05mm-lmm。
[0011]作为进一步改进，通过调节所述微球心部的大小和微球表面的厚度实现所述钛镁复合微球的不同的力学和生物传导性能的匹配。
[0012]作为进一步改进，所述的钛镁复合微球的压缩强度在15?180MPa范围；弹性模量在3?35GPa范围。
[0013]作为进一步改进，所述的钛镁复合微球的直径为1-10_。
[0014]作为进一步改进，所述的药物载入是指，载入骨诱导因子、载入促进生长的锶元素、载入抗菌银离子和载入消炎或抗肿瘤药物。
[0015]作为进一步改进，所述的钛/镁两相复合材料中镁降解速度的调节方法为，在所述微球心部的表面涂覆耐腐蚀生物涂层。
[0016]作为进一步改进，所述的钛/镁两相复合材料中镁降解速度的调节方法为，在所述液态镁或镁合金恪液中添加降低镁降解速度的元素Zn、Zr或Ca。
[0017]与现有技术相比，本发明的微球内部被注入液态镁或镁合金熔液，形成钛/镁两相复合材料的微球心部，达到了高强度、足够的弹性模量以及生物环境下的高疲劳寿命；微球表面的缠绕型钛多孔层使得肌体组织可以长入微球，形成生物学固定，确保长期的生物稳定性，同时为进一步的载药、载入骨诱导因子等提供了足够的空间和可能性，并且钛镁复合微球核心部分的镁基体在植入后可以降解，为后续自然骨的长入提供更多的空间，构成足够强度的植入体，并能够保持长期的稳定性。本发明显著提高了材料的强度和刚度，同时保持了优秀的生物相容性和骨传导性，适合微创情况下的各种骨填充、修复及重建的骨科临床应用。
【附图说明】
[0018]图1是本发明钛镁复合微球的截面图。
【具体实施方式】
[0019]本发明采用复合材料的思路，提高钛多孔微球的强度和刚度，并兼顾原钛多孔微球的优秀骨传导特性，同时保留足够的表面多孔结构内部空间，用来涂覆生物活性图层、载入骨诱导因子、载入促进生长的锶元素、载入抗菌银离子、载入消炎或抗肿瘤药物等，从而获得力学性能、生物疲劳性能、生物功能性、疾病治疗功能等全面优于原钛多孔微球的新型钛镁复合微球骨填充医用材料。并且，新型的半降解钛镁复合微球核心部分的镁基体在植入后可以降解，为后续自然骨的长入提供更多的空间，构成足够强度的植入体，并能够保持长期的稳定性。
[0020]以下结合附图和实施例对本发明作详细说明。
[0021]请参阅图1，本发明所述骨填充医用材料为钛镁复合微球，该钛镁复合微球包括钛/镁两相复合材料构成的微球心部以及缠绕型钛多孔层构成的微球表面。
[0022]所述微球心部是采用医用钛或钛合金丝利用机械编织成多孔微球，并在该多孔微球中心采用负压吸铸、镁熔体侵渗、压力铸造等技术注入液态镁或镁合金熔液，冷却凝固后形成的。
[0023]所述的微球心部提供高强度、足够的弹性模量以及生物环境下的高疲劳寿命，其中复合两相的体积比为:钛/镁=0.1:0.9?0.9:0.1o通过调节所述微球心部的大小和微球表面的厚度实现所述钛钽复合微球的不同的力学和生物传导性能的匹配。所述钛/镁两相复合材料中的镁在生物环境下进行降解，为后续自然骨的长入提供更多的空间，以构成足够强度的植入体，并且植入体在生物环境下能够保持长期的稳定性；镁的降