本发明专利技术公开了一种含有铝钒铜的钛基合金内植物及其制备方法。所述钛基合金内植物由以下质量分数的各元素组成：5.5％≤铝≤6.5％，3.5％≤钒≤4.5％，4.5％≤铜≤5.5％，余量为钛。本发明专利技术的合金在增强了其生物相容性的同时，显示出了极强的抗腐蚀能力以及优异的抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌粘附及增殖的性能，可以大大降低植入后感染的风险及可能，综合性能优异。能优异。能优异。
【技术实现步骤摘要】
一种含有铝钒铜的钛基合金内植物及其制备方法
[0001]本专利技术涉及一种含有铝钒铜的钛基合金内植物及其制备方法，特别涉及一种含有铝钒铜的钛基合金内植物及其固溶热处理制备方法，属于生物内植物领域。
技术介绍
[0002]生物内植物领域一直以来都是材料学和医学领域研究的重点方向。尤其随着科技日新月异的发展，新材料层出不穷，而医疗领域所需要进行人体放置内植物的治疗方式也越来越多，如何开发出满足特定医疗需求的内植物就成为了重点中的热门方向。
[0003]Ti
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6Al
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4V(TC4)最初的开发目的是应用于航空航天领域，但由于其出色的耐腐蚀性和生物相容性，一直以来颇受医学家们的青睐，尽管如此，在长期的应用过程中其仍表现出一些值得注意的问题。比如TC4合金会释放铝离子和钒离子，这两种离子都可能与长期健康问题相关，如阿尔默茨海默症、神经系统疾病和骨质疏松症等。与此同时，TC4本身的剪切强度并不高，对于骨科内固定，如钛板和螺钉的使用存在一定的问题。最重要的是，TC4的弹性模量高出人类皮质骨10倍以上，这使得其骨整合的效果较差。
[0004]不仅如此，随着内植物越来越多的大范围使用，内植物周围感染又成了一个新的需要面临的严峻问题。虽然随着手术技术的更新，无菌观念的提升，目前内植物感染的比例已经大大降低，但是据报道，髋关节置换术的感染率一直在0.5％
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3.0％，在外固定手术中感染比率则更高，为2％
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30％。而且，无论是假体周围感染，还是固定物周围感染，一旦发生，后果将是灾难性的，因为它的发生不但会导致手术失败，而且其后续的治疗过程极为复杂且愈后一般较差。所以，如何控制内植物周围感染，把其消灭在萌芽之中，甚至让它无法萌芽，才是最终解决这个棘手问题的关键。追本溯源、釜底抽薪，科学家们最终把目光投向了内植物本身。如果内植物本身具备一定的抗菌功能，那么内植物感染的病例将会进一步大幅度降低。因此科学家们一直在寻找一种全新的金属来替代这种使用了近三十年的“头牌”生物合金。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于，为解决现有技术中的不足，选择质量分数5.5％≤铝(Al)≤6.5％，3.5％≤钒(V)≤4.5％，4.5％≤铜(Cu)≤5.5％，余量为钛的全新组合模式进行含有铝钒铜的钛基合金内植物的制作，并且选择950℃下进行固溶热处理，以期提高β相的含量，提升合金的生物学优势。处理后的合金在增强了其生物相容性的同时，显示出了极强的抗腐蚀能力以及优异的抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌粘附及增殖的性能，可以大大降低植入后感染的风险及可能，综合性能优异。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用了以下技术手段：
[0007]本专利技术提供了一种含有铝钒铜的钛基合金内植物，所述钛基合金内植物由以下质量分数的各元素组成：5.5％≤铝(Al)≤6.5％，3.5％≤钒(V)≤4.5％，4.5％≤铜(Cu)≤5.5％，余量为钛。
[0008]优选的，所述钛基合金内植物由以下质量分数的各元素组成：6％铝，4％钒，5％铜，余量为钛(Ti
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6Al
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4V
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5Cu)。
[0009]本专利技术还提供了制备上述含有铝钒铜的钛基合金内植物的方法，包括以下步骤：
[0010](1)将高纯钛、高纯铝、高纯钒、高纯铜按照以上所述的质量分数进行配料，并采用水冷铜坩埚真空感应熔炼设备熔炼，将设备升至熔炼功率后，在观察到合金全部融化后，保温10
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30min，随后浇注到模具中，得到合金铸件；
[0011](2)将步骤(1)得到的合金铸件置于加热炉内，进行固溶热处理，升温至850
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950℃，保温时间3
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5h，水冷，即得。
[0012]优选的，步骤(1)中的保温时间为10min。
[0013]优选的，步骤(2)中的升温温度为950℃。
[0014]相较于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0015]本专利技术选择质量分数5.5％≤铝≤6.5％，3.5％≤钒≤4.5％，4.5％≤铜≤5.5％，余量为钛的全新组合模式进行含有铝钒铜的钛基合金内植物的制作，并且选择950℃下进行固溶热处理，以期提高β相的含量，提升合金的生物学优势。处理后的合金在增强了其生物相容性的同时，显示出了极强的抗腐蚀能力以及优异的抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌粘附及增殖的性能，可以大大降低植入后感染的风险及可能，综合性能优异。
附图说明
[0016]图1为实验例1中的细胞活性检测结果图；
[0017]图2为实验例2中的抗腐蚀性能检测结果图；
[0018]图3为实验例3中的抗金黄色葡萄球菌能力检测结果图；
[0019]图4为实验例3中的抗大肠杆菌能力检测结果图。
具体实施方式
[0020]下面结合具体实施例来进一步描述本专利技术，本专利技术的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本专利技术的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本专利技术的精神和范围下可以对本专利技术技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本专利技术的保护范围内。
[0021]实施例1
[0022]本实施例的含有铝钒铜的钛基合金内植物由以下质量分数的各元素组成：6％铝，4％钒，5％铜，余量为钛(Ti
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6Al
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4V
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5Cu)。
[0023]其制备方法如下：
[0024](1)将高纯钛、高纯铝、高纯钒、高纯铜按照上述的质量分数进行配料，并采用水冷铜坩埚真空感应熔炼设备熔炼，将设备升至熔炼功率后，在观察到合金全部融化后，保温10min，随后浇注到模具中，得到合金铸件；
[0025](2)将步骤(1)得到的合金铸件置于加热炉内，进行固溶热处理，升温至950℃，保温时间4h，水冷，即得。
[0026]实施例2
[0027]本实施例的含有铝钒铜的钛基合金内植物由以下质量分数的各元素组成：5.5％
铝，4.5％钒，4.5％铜，余量为钛(Ti
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5.5Al
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4.5V
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4.5Cu)。
[0028]其制备方法如下：
[0029](1)将高纯钛、高纯铝、高纯钒、高纯铜按照上述的质量分数进行配料，并采用水冷铜坩埚真空感应熔炼设备熔炼，将设备升至熔炼功率后，在观察到合金全部融化后，保温30min，随后浇注到模具中，得到合金铸件；
[0030](2)将步骤(1)得到的合金铸件置于加热炉内，进行固溶热处理，升温至900℃，保温时间3h，水冷，即得。
[0031]实施例3
[0032]本实施例的含有铝钒铜的钛基合金内植物由以下质量分数的各元素组成：6.5％铝，3.5％钒，5.5％铜，余量为钛(Ti
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6.5Al...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种含有铝钒铜的钛基合金内植物，其特征在于，所述钛基合金内植物由以下质量分数的各元素组成：5.5％≤铝≤6.5％，3.5％≤钒≤4.5％，4.5％≤铜≤5.5％，余量为钛。2.根据权利要求1所述的钛基合金内植物，其特征在于，所述钛基合金内植物由以下质量分数的各元素组成：6％铝，4％钒，5％铜，余量为钛。3.制备权利要求1或2所述的含有铝钒铜的钛基合金内植物的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将高纯钛、高纯铝、高纯钒、高纯铜按照权利要求1或2所述的质量分数进行配料，并采用水冷铜坩...
【专利技术属性】
技术研发人员：许铎，王天宇，
申请(专利权)人：许铎，
类型：发明
国别省市：
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