The invention discloses a low-wear dual antibacterial titanium matrix nanocomposite bone implant and a forming method thereof. The titanium matrix nanocomposite bone implant is a biphasic antibacterial silver nanocomposite and a titanium alloy bone implant reinforced by titanium dioxide ceramic in situ formed; the titanium matrix nanocomposite bone implant has excellent durable antibacterial power. Energy and wear resistance. The forming methods are as follows: (1) obtaining three-dimensional model of bone implant; (2) drying micron AgO particles in vacuum, then mixing with medical spherical titanium alloy powder by wet ball milling and drying to obtain micron AgO_Ti alloy composite powder; (3) in-situ forming by laser augmentation under the protection of high purity argon Silver nanoparticles and silicon dioxide were dispersed in the titanium alloy bone implants. The complex structure, nanocomposites and dual antibacterial function of the titanium matrix nanocomposites bone implants were fabricated precisely.
【技术实现步骤摘要】
低磨双重抗菌钛基纳米复合材料骨植入体及其成形方法
本专利技术涉及一种复合材料骨植入体及成形方法,特别涉及一种低磨双重抗菌钛基纳米复合材料骨植入体及其成形方法。
技术介绍
钛及钛合金因其良好的生物相容性及生物力学性能,被广泛应用于外科植入物领域,尤其是近年来研发的新型低模量β型钛合金,如Smith&NephewRiehards公司研制的Ti-13Nb-13Zr合金,添加了无毒性元素Nb和Zr,弹性模量与人骨相接近。尽管钛合金在人工骨植入体领域具有显著的优势,但仍存在活性低、安全性不足等问题。特别是钛合金属于惰性材料,本身无抗菌性,尽管在植入过程中采用无菌操作,并配合抗生素使用,但因钛合金对细菌粘附较敏感,易受到细菌感染而影响其与骨组织的结合。目前,一是通过表面改性方法在钛合金植入体表面沉积抗菌涂层以提高植入体的抗菌能力;二是通过采用热压烧结或激光3D打印方法成形钛-铜抗菌型植入体。这些措施一定程度上提升了钛合金骨植入体的抗菌效果,但也存在以下不足:(1)抗菌涂层与钛合金基体结合强度有限,骨植入体在人体复杂生理条件下服役过程中,常与周围软/硬组织发生相互作用,尤其是高承载的髋关节与膝关节常与人骨产生交互应力作用,易导致抗菌涂层易失效,进而恶化患者病情;(2)被美国环保署认证的“抑菌铜Cu+”偏向于抑菌性能,在抗菌方面效果不理想。另一方面,钛合金骨植入体因其耐磨性不足,在人体内服役过程中的腐蚀磨损因素导致金属材料中有害金属元素在体内的溶出,进而引起金属植入体周围组织的过敏及炎症反应、局部坏死甚至癌变。当前,主流用以提高钛合金骨植入体耐磨性的途径主要有:基 ...
【技术保护点】
1.一种低磨双重抗菌钛基纳米复合材料骨植入体,其特征在于,该钛基纳米复合材料骨植入体为原位生成的双相抗菌性纳米银及二氧化钛陶瓷增强钛合金骨植入体。
【技术特征摘要】
1.一种低磨双重抗菌钛基纳米复合材料骨植入体,其特征在于,该钛基纳米复合材料骨植入体为原位生成的双相抗菌性纳米银及二氧化钛陶瓷增强钛合金骨植入体。2.根据权利要求1所述的低磨双重抗菌钛基纳米复合材料骨植入体,其特征在于,所述纳米银粒子及纳米二氧化钛陶瓷由钛合金粉末与微米氧化银颗粒在高能激光束作用下原位反应获得,其中,微米氧化银颗粒的质量占其与钛合金粉末总质量的1~10%。3.一种权利要求1所述的低磨双重抗菌钛基纳米复合材料骨植入体的成形方法,其特征在于,包括下述步骤:(1)获取骨植入体三维模型,并对该三维模型进行修复及分层切片处理;(2)对微米氧化银颗粒真空干燥处理,将干燥后的微米氧化银颗粒与钛合金粉末湿式球磨混合后干燥,得到均匀混合的干燥微米氧化银-钛合金复合材料粉末;(3)在高纯氩气保护气氛下,通过激光增材制造工艺将干燥微米氧化银-钛合金复合材料粉末原位成形纳米银粒子与纳米二氧化硅陶瓷分散于钛合金骨植入体中,得到低磨双重抗菌钛基纳米复合材料骨植入体。4.根据权利要求3所述的低磨双重抗菌钛基纳米复合材料骨植入体的成形方法,其特征在于,步骤(2)中,所述真空干燥处理工艺条件为:真空干燥温度为60~80℃,干燥时间为5~10h。5.根据权利要求3所述的低磨双重抗菌钛基纳米复合材料骨植入体的成形方法,其特征在于,步骤(2)中,所述干燥微米氧化银颗粒的质量占其与钛合金粉末总质量的1~10%。6....
【专利技术属性】
技术研发人员:夏木建,李年莲,林岳宾,刘爱辉,丁红燕,陈中,
申请(专利权)人:淮阴工学院,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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