稀土增强HA/Ti复合材料的制备方法

本发明属于生物医学材料，涉及一种用于骨组织修复和替换的材料，具体涉及一种稀土增强ha/ti复合材料的制备方法。

背景技术：

1、随着科学技术的进步，医学水平的不断发展，患者对生活质量的要求不断提高，适用于人体硬组织病变和缺损的高质量生物材料吸引了世界范围内众多科研工作者的广泛关注及研究。目前，临床工作及医用材料市场中的人工硬组织修复材料大致可分为以下两类：一类为生物陶瓷和生物玻璃以钙基材料如羟基磷灰石(hydroxyapatite，ha)，β磷酸三钙等为主，其具有优秀的生物活性，能诱导骨组织生成，与宿主骨整合效果好，并可降解代谢。另一类是金属的人工硬组织修复材料，如不锈钢，钴基合金，钛基合金，钽、锆等。其主要优势在于，机械强度和硬度高，韧性、抗冲击性、抗疲劳性好，可用于负重部位的硬组织重建，主要用于人工髋关节，膝关节等植入假体的制备。

2、在众多的金属材料中，钛及钛合金由于具有密度小、弹性模量较低、比强度高、耐蚀性及生物相容性较好等优点，近年来得到了广泛的研究、应用及发展。然而，目前的钛及钛合金材料仍存在明显的缺陷：首先，其弹性模量相对骨组织而言仍相对较高，易产生“应力遮挡”效应，造成周围骨骨组织退化吸收，严重影响了植入体的长期有效使用。另一方面，尽管钛及钛合金材料的生物相容性较好，但其仍属于生物惰性材料，缺乏生物活性，植入体内后与骨组织难以直接形成化学键合，因此假体与骨组织的结合强度较低，易发生松动，导致组织重建修复失败。

3、目前，已有许多学者对ti/ha复合材料进行了较系统的研究，其中较为活跃的是采用粉末冶金方法制备具有优良综合性能的钛基复合材料。但ha的引入会降低复合材料的抗压强度而限制其使用范围。为此，得通过其它手段进一步改善其力学性能。tang等研究了钛表面羟基磷灰石涂层含镧量对附着细胞生物性能的影响，发现加入适量镧的羟基磷灰石涂层具有良好的生物相容性，能够促成骨细胞在材料表面的早期增殖分化。可是，当镧含量过量时，会影响成骨细胞的增殖，这是因为稀土元素离子的生物效应与钙离子十分相似，因而表现为拮抗作用，影响了羟基磷灰石的钙磷比。

4、因此，现在亟需研究一种力学及生物活性俱佳的生物复合材料

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本方面提供一种稀土增强ha/ti复合材料的制备方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：稀土增强ha/ti复合材料的制备方法，包括如下步骤：

3、a.将钛粉和高纯羟基磷灰石按94-96wt％：4-6wt％的比例混合均匀，然后加入稀土增强ha/ti复合材料质量0.1-0.5wt％的laf3再次混匀后压制成型；

4、b.将步骤a得到的成型试样置于真空烧结炉中1150-1250℃保温2.5-3.5h，得到稀土增强ha/ti复合材料。

5、上述步骤a中，钛粉粒度为300目，纯度＞99.5％。

6、上述步骤a中，高纯羟基磷灰石粒度为1-3μm。

7、上述步骤a中，压制成形为ф10mm×15mm的圆柱试样，压制力为100mpa，保压时间为5min。

8、本发明的有益效果是：本发明方法操作简单方便，实用性强，利用粉末冶金方法，通过添加laf3制备了最高力学及生物活性俱佳的生物复合材料，本发明所采用的所有元素钛、镧、等对生物体没有危害，对人体无毒副作用，且能够提高复合材料的生物性能或机械性能。适量的稀土laf3的添加可细化复合材料ha/ti的组织；当laf3含量为0.3wt％时，本发明的稀土增强ha/ti复合材料抗压强度可达91mpa；并且，本发明通过添加稀土laf3进一步提高了稀土增强ha/ti复合材料的生物活性。

技术特征：

1.稀土增强ha/ti复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的稀土增强ha/ti复合材料的制备方法，其特征在于：步骤a中，钛粉粒度为300目，纯度＞99.5％。

3.根据权利要求1所述的稀土增强ha/ti复合材料的制备方法，其特征在于：步骤a中，高纯羟基磷灰石粒度为1-3μm。

4.根据权利要求1所述的稀土增强ha/ti复合材料的制备方法，其特征在于：步骤a中，压制成形为ф10mm×15mm的圆柱试样，压制力为100mpa，保压时间为5min。

技术总结
本发明公开了一种稀土增强HA/Ti复合材料的制备方法，属于生物医学材料技术领域。稀土增强HA/Ti复合材料的制备方法包括如下步骤：a.将钛粉和高纯羟基磷灰石按94‑96wt％：4‑6wt％的比例混合均匀，然后加入稀土增强HA/Ti复合材料质量0.1‑0.5wt％的LaF<subgt;3</subgt;再次混匀后压制成型；b.将步骤a得到的成型试样置于真空烧结炉中1150‑1250℃保温2.5‑3.5h，得到稀土增强HA/Ti复合材料。本发明制备得到稀土增强HA/Ti复合材料，本发明方法操作简单方便，实用性强，利用粉末冶金方法，通过添加LaF<subgt;3</subgt;制备了最高力学及生物活性俱佳的生物复合材料。

技术研发人员：范兴平,范维
受保护的技术使用者：攀枝花学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13