本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种钛合金牙周夹板以及该牙周夹板的制备方法。
背景技术：
牙周病是牙周组织的慢性进行性破坏性疾病，极易导致牙周支持组织破坏，尤其是牙槽骨丧失，最终致使牙齿脱落。牙周病是超过三分之一的牙周病患者全口牙被拔除的主要原因，严重影响了牙周病患者的生活质量。为了治疗固定牙周病松动牙，许多研究人员提出了对应的技术方案，其中使用亚洲家坝对固定松动牙进行矫治是目前现有技术中使用最为广泛的一种方法。牙周夹板是一种连接工具，将松动牙与健康牙连接固定在一起，形成新的咀嚼单位，以分散牙合力，减轻牙周组织的负荷，使患牙得到生理性休息，为破坏了的牙周组织愈合创造有利条件。现有技术中的牙周夹板多采用结扎型固定夹板，原料为金属材料、玻璃纤维材料、钴铬合金材料等，现有技术中的牙周夹板由于其使用传统材料和工艺异物感大，使制作的牙周夹板易变形、不稳定无法达到稳固效果，只能作为暂时性夹板，故不能很好地治疗与固定松动牙，矫治效果不明显。
随着医疗技术的发展，医用钛合金被作为牙科种植体和骨科种植体材料广泛应用于牙列缺损、骨头损伤等疾病治疗，在医学领域发挥了重要作用。高性能的钛合金材料目前还没有应用于牙周夹板的制备过程中的实施案例。
技术实现要素：
钛合金ti-6al-4v合金是应用广泛的医用合金之一，在临床使用中发现，该合金材料作为植入材料使用的过程中会析出极微量的钒离子和铝离子，其中钒离子具有一定的毒性会引起不利的组织反应，铝离子也被证实会引起人体神经紊乱、降低细胞活性等问题，目前解决上述问题的方法为将上述合金材料表面设置阻隔层，但是设置阻隔层的工艺不仅复杂，而且其可靠性并不能得到保证。
本发明的发明人立足现有技术进行考虑，合金材料作为植入性材料在人体内较为复杂的环境中容易析出，然而如果作为牙周夹板材料进行应用，则只需要考虑在口腔内环境中保证其离子析出率为低水平即可。从该技术角度出发，对现有技术中的钛合金进行配方改进，并且改善牙周夹板的制备方法即可满足要求。
为了解决所述现有技术的不足，本发明提供了一种牙周夹板，其原料为生物医用钛合金材料，所述钛合金成分及各成分质量百分含量为：
al6.80-7.50%
v4.55-4.75%
o0.12-0.15%
fe0.08-0.15%
y0.005-0.01%
mo0.16-0.18%
zr0.35-0.42%
hf0.02-0.05%
ti余量
所述钛合金抗拉强度为1600-1950mpa，伸长率为55-65%，含氢量不超过100ppm，40℃在2%的盐酸溶液中腐蚀速率为1.2-1.6×10-4mm/年。
进一步地，所述钛合金成分及各成分质量百分含量为：
al6.88-7.25%
v4.70-4.75%
o0.12-0.14%
fe0.08-0.15%
y0.005-0.01%
mo0.16-0.18%
zr0.40-0.42%
hf0.02-0.03%
ti余量。
进一步地，所述钛合金中还包含有不可避免的杂质成分，所述杂质成分质量百分含量小于0.005%。
本发明中还提供一种制备上述牙周夹板的方法，包括如下步骤：
s01：按照配方将取纯度大于99.9%的金属粉体原料作为钛合金熔炼原料；
s02：采用真空感应熔炼的方法进行母合金熔炼：首先将各原料混合均匀，然后投入至感应熔炼坩埚中，抽真空至熔炼环境为10-2-10-3pa或者在氩气气氛下进行熔炼，开启感应线圈进行熔炼使合金原料完全熔化混合，反复熔炼3-4次后保温5-10分钟，利用吸铸或者压铸的方式制成母合金锭；
s03：采用真空感应熔炼的方法进行二次熔炼：将s02中的母合金锭破碎成粒径为1-2mm的颗粒重新投入坩埚内，感应加热至1400-1600℃，保温0.5-1小时，经固溶淬火处理后得到钛合金；
s04：将经s03处理后的钛合金进行反复时效和冷轧加工，制成钛合金块；
s05：将s04中的钛合金块作为加工的原料，通过电脑控制制成设定形状的牙周夹板，最后打磨抛光。
进一步地，将s03步骤中制得的钛合金原料破碎成粉体，作为3d打印的原材料，利用3d打印机制成设定形状的牙周夹板。
进一步地，s02中，氩气气氛压力为0.05mpa。
进一步地，s04步骤中，钛合金块形状为方块。
进一步地，s05步骤中，钛合金块原料加工方法为cnc机械加工。
进一步地，s05步骤中，打磨抛光牙周夹板的方法为：利用320、600、800、1000号水砂纸依次抛磨，然后利用毛呢布加氧化铝-水悬浊液进行抛光。
优选地，抛磨速度为200-350r/min，抛光速度为300-400r/min。
本发明具有以下优点：
1、本发明采用新型的钛合金材料制备牙周夹板。
2、本发明中的牙周夹板不易变形、稳固效果好，大幅提升患者的使用舒适感。
3、本发明中采用与原料相适配的制备方法，不仅便于加工制造，而且能够有效控制合金中金属离子的析出率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明。
1、生物医用钛合金材料的制备
实施例中钛合金成分及各成分质量百分含量如下表：
上述实施例合金中，余量为ti，上述钛合金中还包含有不可避免的杂质成分，控制杂质成分质量百分含量小于0.005%。
本发明中，重新调整合金制件的组成配比，利用控制氧元素含量以及添加锆元素、铪元素、钼元素来抑制钒离子的活跃程度以及析出率。同时，适量增加铝元素以提升整体材料的拉伸性能，y元素则协助控制合金中的氧元素含量。
2、牙周夹板的制备
制备步骤如下：
s01：按照配方将取纯度大于99.9%的金属粉体原料作为钛合金熔炼原料，合金原料采用粒度为3-6μm的粉料。
s02：采用真空感应熔炼的方法进行母合金熔炼：首先将各原料混合均匀，然后投入至感应熔炼坩埚中，抽真空至熔炼环境为10-3pa进行熔炼，开启感应线圈进行熔炼使合金原料完全熔化混合，反复熔炼3次后保温8分钟，利用压铸的方式制成母合金锭；母合金锭的品质决定了钛合金原料的均匀程度。
s03：采用真空感应熔炼的方法进行二次熔炼：将s02中的母合金锭破碎成粒径为2mm的颗粒重新投入坩埚内，感应加热至1550℃，保温0.5小时，经固溶淬火处理后得到钛合金。
s04：将经s03处理后的钛合金进行反复时效和冷轧加工，制成钛合金块。该步骤中钛合金块制成小方块，便于后续机械加工。
s05：将s04中的钛合金块作为加工的原料，通过电脑控制制成设定形状的牙周夹板，最后打磨抛光。该步骤中，由原料方块获得牙周夹板成型产品的方式是通过cnc机械加工，提升了牙周夹板的加工精度和效率。
为保证牙周夹板成品表面光滑度，打磨抛光牙周夹板的方法为：利用320、600、800、1000号水砂纸依次抛磨，然后利用毛呢布加氧化铝-水悬浊液进行抛光，控制抛磨速度为300r/min，抛光速度为300r/min。钛合金的抛光过程尤其重要，一旦操作不慎，则牙周夹板表面会形成黑色圆点，成为不良品无法投入使用，打磨过程不宜使用过细的砂纸，抛光过程不宜使用金刚石磨料或者其他硬度过高的磨料，同时抛磨抛光速度也需进行控制，过慢则无法抛光，过快则会导致表面形成不规则水纹，影响外观。
若不考虑制备成本，还可采用3d打印的方式制备牙周夹板，具体方法为：将s03步骤中制得的钛合金原料破碎成粉体，作为3d打印的原材料，利用3d打印机制成设定形状的牙周夹板。通过3d打印的方式制成的牙周夹板，精度更高，制备过程可操控性更强。
将上述实施例中的钛合金制成标准试样进行抗拉强度、伸长率测试，将制成的牙周夹板成品进行含氢量以及腐蚀速率的测试，对比例采用现有技术中ti-6al-4v合金、304不锈钢作为对比进行测试，测试品形状及测试环境相同。腐蚀速率采用环境温度40℃的2%的盐酸溶液浸泡试验，用于模拟口腔环境下的腐蚀。
测试结果如下表：
由测试结果可见，本实施例中的钛合金抗拉强度及伸长率比现有技术中常用的钛合金和不锈钢材料都要好，牙周夹板含氢量和腐蚀速率极低。本发明中的牙周夹板不易变形、稳固效果好，大幅提升患者的使用舒适感，不仅便于加工制造，而且能够有效控制合金中金属离子的析出率。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。