一种多孔钽制造技术

本发明专利技术公开了一种医用多孔钽，该多孔钽的材料本体由孔腔及围绕孔腔的腔壁构成，孔腔是贯通的，所述多孔钽在应变达到50%时仍处于平台应力阶段，多孔钽的单位体积吸收能量在应变达到50%时不小于0.13×10

A kind of porous tantalum

The invention discloses a porous tantalum material, the porous tantalum body by hole cavity and cavity wall around the cavity, the cavity is communicated, the porous tantalum platform is still in the stage of stress in the strain reaches 50%, the unit volume of porous tantalum absorbs energy in the strain reaches 50% is not less than 0.13 x 10

【技术实现步骤摘要】
一种多孔钽
本专利技术涉及多孔材料，特别涉及一种用于医用植入材料的多孔钽。
技术介绍
钽金属是一种过渡金属(第73号元素，原子量180.05)，在体内保持惰性，在强酸中有优良的抗腐蚀能力。早在20世纪40年代，这种金属就被广泛应用于医疗器材中，包括颅骨修补片、电极、造影标记物、韧带固定器等。以钽金属为基础制作的人体植入物在骨外科、颅面外科和牙科中得到了广泛应用，并表现出出色的生物相容性及安全性。然而，致密的钽金属由于比重大，弹性模量高等缺点，直接植入人体中效果不好，因此，人们开始研制多孔钽。多孔钽金属的基本结构使其具有整体容积孔隙率高、表而摩擦系数高及弹性模量低等特点，使得多孔钽有望成为骨科临床应用领域具有良好发展前景的一种新材料。人们已对多孔钽开展了很多研究，如Zardiackas等人开展了多孔钽弯曲强度、疲劳性能研究（Structure,metallurgy,andmechanicalpropertiesofaporoustantalumfoam[J].Journalofbiomedicalmaterialsresearch,2001,58(2):180-187.），贾晓钧对多孔钽弹性模量进行了研究（多孔钽金属棒植入联合髓芯减压治疗早期股骨头坏死[J].医护论坛，2009,16(25):145-146.）；ZhangY等人开展了多孔钽摩擦行为研究（Interfacialfrictionalbehavior；cancellousbone,corticalbone,andanovelporoustantalumbiomaterial.JMusculoskeletalRes.1999）；Miyazaki等研究了多孔钽的生物活性（Mechanismofbonelikeapatiteformationonbioactivetantalummetalinasimulatedbodyfluid.Biomaterials,2002,23:827-832），郭建明等开展了多孔钽的制备方法研究（CN103088310A以三维网状石墨泡沫或网状玻璃碳制作医用多孔钽的方法)。但是，这一系列研究成果制得的医用植入材料，实际应用效果始终不佳。目前，无论是文献报道的还是市场上所见的多孔钽医用植入材料，植入人体后，人体骨组织不能正常长入植入材料内，也即这种植入材料不能实现骨组织再生，也就不能成为真正意义上的骨修复材料。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种有利于骨组织生长、骨修复效果好的医用植入再生材料——多孔钽材料。专利技术人认为，作为骨植入再生材料，它不仅需要具有一定的抗冲击能力来避免结构崩溃，更重要的是它所具有的能量吸收性要更有利于骨组织的长入来满足骨修复材料应具有的真正的再生功能。本专利技术目的通过如下技术方案实现：一种多孔钽，该多孔钽的材料本体主要由孔腔及围绕孔腔的腔壁构成，孔腔是贯通的，所述多孔钽在应变达到50%时仍处于平台应力阶段，所述多孔钽的孔隙率不大于90%，单位体积吸收能量在应变达到50%时不小于0.13×10-2J/mm3。这样的多孔钽作为骨植入件，特别有利于人体承受中等载荷骨组织的开始生长。在植入后，由于它具有较为恰当的能量吸收能力，有适当的缓冲效果，在应变达到50%时仍能处于平台应力阶段，植入后能提供给骨组织初长入的良好生长环境，有利于骨组织再生，这种多孔钽适用于人体承受中等载荷的松质骨修复植入体，如颈椎、胸椎、腰椎等骨的松质骨。进一步说，所述的多孔钽，其孔隙率不大于85%，孔径为400-600μm，单位体积吸收能量在应变达到50%时不小于0.35×10-2J/mm3。这样的多孔钽的单位体积吸收能量较高，缓冲效果较好，这种多孔钽作为人体承受中等载荷的松质骨修复植入体，更有利于骨组织长入。进一步说，所述的多孔钽，其孔隙率不大于80%，孔径为400-600μm，单位体积吸收能量在应变达到50%时不小于0.60×10-2J/mm3。这样的多孔钽，其单位体积吸收能量进一步提高，用于作为人体承受中等载荷的松质骨修复植入体，骨组织长入效果更佳。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的多孔钽，由于对其能量吸收能力做了较好的选择，它不仅具有适当的缓冲效果，抗冲击能力，更重要的是它对承受中等载荷的骨组织的初生长、长入效果都有帮助。它能满足人体骨组织长入的需求,特别是人体承受中等载荷的松质骨修复植入体骨组织长入的需求，植入后的骨再生效果良好，是一种较为理想的骨修复材料。本专利技术提供的多孔钽植入材料，其孔腔间相互贯通，孔腔与外界环境也是贯通的，这种结构的多孔钽特别有利于组织液的传输，骨组织的长入，作为植入体与人体骨组织结合牢固，生物相容性好，性能优良，是一种真正意义的骨再生材料。众所周知，人体骨组织经常处于运动中，所以作为骨植入材料植入人体后也会经常受到力的作用。而本专利技术提供的多孔钽植入材料，具有适宜的能量吸收能力，不仅具有良好的缓冲效果，较强的抗冲击能力，可避免外力造成植入体及骨组织损坏及结构崩溃，维持正常生理功能；而且它能将这些作用力传递至人体骨组织，刺激骨细胞生长，使得骨组织能长入植入体内，且生长状况良好，实现骨再生；患者对于植入体在体内通常产生异物感也有所减轻，提高了患者的术后生活质量。具体实施方式以下将对本专利技术的具体实施方式作说明，实施方式以本专利技术技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不仅限于下述的实施方式。以下详细给出本专利技术的实施例。实施例1：本实施例的多孔钽，其孔腔与孔腔之间相互贯通，孔腔与外界也是贯通的，该多孔钽的孔腔的孔径为400μm-600μm，孔隙率为90%，制备方法如下：取粒径为800±50nm的钽粉，粒径为500-700μm的聚甲基丙烯酸甲酯作为造孔剂，按照体积比钽粉：聚甲基丙烯酸甲酯粉为1：10混合，反复搅拌使其均匀，将混合粉放入硬质合金模具，施加500MPa压力压实，保压20s，将压实的样品取出，放入真空炉中，开始低温排气：用FF-160/620型分子泵+机械泵真空体系抽真空达到10-4Pa，用1℃/min的速率从室温升至300℃，保温90min；然后以同样加热速度升至400℃，保温60min；再以同样加热速度升至500℃，保温60min；然后同样加热速度升至600℃，保温40min；接着进行高温烧结：以8℃/min的速率从室温升至1200℃，保温30min；然后以10℃/min的速率升至1500℃，保温140min；再以10℃/min的速率冷却至1300℃，保温30min；以10℃/min的速率冷却至1050℃，保温60min；以10℃/min的速率冷却至750℃；然后随炉冷却。进行退火处理：将样品放入真空退火炉中，使真空度达到10-4Pa，以120℃/min的速率从室温升至1250℃，保温280min；再以5℃/min的速率冷却至1000℃，保温200min；以10℃/min的速率冷却至700℃，保温160min；以16℃/min的速率冷却至室温，最后进行常规后处理制得多孔钽。本专利技术的孔隙率是指材料内部孔隙体积占其总体积的百分率。孔隙率按照直接体积称重法测得，先测量试样的质量，再测量试样的体积，根据试样的体积及试样材料致密体密度得出与试样的体积相当的致密体的质量，该质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔钽，该多孔钽的材料本体由孔腔及围绕孔腔的腔壁构成，孔腔是贯通的，其特征在于：所述多孔钽的孔隙率不大于90%，在应变达到50%时仍处于平台应力阶段，单位体积吸收能量在应变达到50%时不小于0.13×10

【技术特征摘要】
1.一种多孔钽，该多孔钽的材料本体由孔腔及围绕孔腔的腔壁构成，孔腔是贯通的，其特征在于：所述多孔钽的孔隙率不大于90%，在应变达到50%时仍处于平台应力阶段，单位体积吸收能量在应变达到50%时不小于0.13×10-2J/mm3。2.如权利要求1所述的多孔钽，其特征在于：所述多孔钽的孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶雷，
申请(专利权)人：重庆润泽医药有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50