專利名稱：一種多孔鉭醫(yī)用植入材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多孔醫(yī)用金屬植入材料，特別是涉及一種適于替代承重骨組織的多孔鉭醫(yī)用植入材料的制備方法。
背景技術(shù)：
多孔醫(yī)用金屬植入材料具有治療骨組織創(chuàng)傷和股骨組織壞死等重要而特殊的用途，現(xiàn)常見的這類材料有多孔金屬不銹鋼、多孔金屬鈦等。作為骨組織創(chuàng)傷和股骨組織壞死 治療使用的多孔植入材料，其孔隙度應(yīng)達(dá)30 80%，而且孔隙最好全部連通與均勻分布，或根據(jù)需要孔隙部分連通與均勻分布，使之既與人體的骨組織生長相一致，又減輕了材料本身的重量，以適合人體植入使用。而難熔金屬鉭，由于它具有優(yōu)秀的生物相容性和力學(xué)性能，其多孔材料有望作為替代前述等傳統(tǒng)醫(yī)用金屬生物材料，成為主要作為骨組織壞死治療的生物材料。由于金屬鉭對人體的無害、無毒、無副作用，以及隨著國內(nèi)外醫(yī)學(xué)的飛速發(fā)展，對鉭作為人體植入材料認(rèn)知的進(jìn)一步深入，人們對人體植入用多孔金屬鉭材料的需求變得越來越迫切，對其要求也越來越高。其中作為多孔醫(yī)用植入金屬鉭，如果能具有很高的均勻分布連通孔隙以及與人體相適應(yīng)的物理機(jī)械性能，則是保證新生骨組織正常生長的重要連接件構(gòu)成材料。作為醫(yī)用植入的多孔金屬材料就像一般的多孔金屬材料那樣基本上是以粉末燒結(jié)法為主要的加工方法，特別是為獲取孔隙連通與均勻分布的多孔金屬泡沫結(jié)構(gòu)采用粉末燒結(jié)法中的金屬粉末漿料在有機(jī)泡沫體上的浸潰后干燥再燒結(jié)簡稱泡沫浸潰法居多。關(guān)于粉末燒結(jié)所獲得的孔隙連通與均勻分布的多孔金屬材料通常其金屬力學(xué)性能并不是很好，其主要原因是工藝上如何安排成孔介質(zhì)的支撐與消除關(guān)系、金屬粉末燒結(jié)過程中的塌陷問題。而已知的文獻(xiàn)報道中均沒有很好的解決方法而放任自然。采用金屬粉末燒結(jié)法制造多孔鉭的文獻(xiàn)報道很少，特別是以獲得醫(yī)用植入材料用為目的的多孔鉭粉末燒結(jié)法文獻(xiàn)報道幾乎沒有?？梢詤⒖嫉氖枪_號為CN200510032174，名稱“三維通孔或部分孔洞彼此相連多孔金屬泡沫及其制備方法”以及CN200710152394，名稱“一種新型多孔泡沫鎢及其制備方法”。然而其所獲得的多孔金屬或是為過濾材料用，或是為航空航天及其它高溫場合用而非作為醫(yī)用金屬植入材料使用，再者所加工的多孔金屬也非多孔鉭。關(guān)于多孔鉭，US5282861公開了一種應(yīng)用于松質(zhì)骨植入體、細(xì)胞和組織感受器的開孔鉭材料及其制備。這種多孔鉭由純商業(yè)鉭制成，它以聚亞氨酯前體進(jìn)行熱降解得到的碳骨架為支架，該碳骨架呈多重的十二面體，其內(nèi)為網(wǎng)格樣結(jié)構(gòu)，整體遍布微孔，孔隙率可高達(dá)98%，再將商業(yè)純鉭通過化學(xué)蒸氣沉積、滲透的方法結(jié)合到碳骨架上以形成多孔金屬微結(jié)構(gòu)，簡稱為化學(xué)沉積法。這種方法所獲得的多孔鉭材料其表面的鉭層厚度在40 60 ii m之間；在整個多孔材料中，鉭重約占99%，而碳骨架重量則占1%左右。文獻(xiàn)進(jìn)一步記載，該多孔材料的抗壓強(qiáng)度50 70MPa，彈性模量2. 5 3. 5GPa，抗拉強(qiáng)度63MPa，塑性變形量15%。但是將它作為醫(yī)用植入材料的多孔鉭，其材料的力學(xué)性能如延展性有明顯不足之處，會影響到后續(xù)的對多孔鉭材料本身的加工，例如成型件的切割等。同樣在前述的金屬粉末燒結(jié)法所獲得的產(chǎn)品也均存在這樣的不足。再由于其制備方法的局限，獲得的成品純度不夠，有碳骨架殘留物，導(dǎo)致生物安全性降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種生物相容性好、力學(xué)韌性高的多孔鉭醫(yī)用植入材料的制備方法。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的一種多孔鉭醫(yī)用植入材料的制備方法，采用泡沫浸潰法燒結(jié)而成，其特點(diǎn)在于用有機(jī)粘結(jié)劑與分散劑配制成的溶液和鉭粉制成鉭粉漿料，并澆注于有機(jī)泡沫體中，浸潰直至有機(jī)泡沫體孔隙注滿鉭粉漿料，然后干燥除去澆注有鉭粉漿料的有機(jī)泡沫體中的分散齊U，在惰性氣體保護(hù)氣氛下脫脂處理以除去有機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)泡沫體，真空下燒結(jié)制得多孔燒結(jié)體、冷卻，再真空下退火及常規(guī)后處理制得多孔鉭；所述熱處理是真空度為10_4Pa ·10 ,以 10 20°C /min 升溫至 800 900°C、保溫 240 480min，再以 2 5°C /min 冷至400°C、保溫120 300min，然后隨爐冷卻至室溫。采用本發(fā)明所述制備方法制得的多孔鉭特別適用于作為承重骨組織創(chuàng)傷或骨缺損處的連結(jié)構(gòu)件。再者，所述的制備方法工藝簡單、易控；整個制備過程無害、無污染、無毒害粉塵，對人體無副作用。而且在制備過程中優(yōu)先采用在燒結(jié)過程中能夠全部分解，沒有殘留的粘結(jié)劑、分散劑、有機(jī)泡沫體等，將有利于保證植入材料的生物相容性和生物安全性。所述的有機(jī)粘結(jié)劑優(yōu)選聚乙烯醇，也可以采用淀粉、乙基纖維素等類似物質(zhì)；所述的分散劑通常采用水、無水乙醇等，其中優(yōu)選水。所述的有機(jī)泡沫體優(yōu)選聚氨酯泡沫，也可以是聚醚酯泡沫等類似物質(zhì)。本發(fā)明的進(jìn)一步的特點(diǎn)是采用其平均粒徑小于43 ym、氧含量小于0. 1%的金屬鉭粉，采用聚乙烯醇水溶液為粘結(jié)劑和水為分散劑與所述的鉭粉制成鉭粉漿料，有機(jī)泡沫體為聚氨酯泡沫，然后真空干燥除去水，形成的多孔鉭的孔隙度介于50 70%，孔隙直徑150 600 u mD其中，將聚乙烯醇用蒸餾水加熱至溶解，采用重量百分比2 8% (優(yōu)選4 5%)聚乙烯醇水溶液與金屬鉭粉制成鉭粉漿料，其中，將重量為6 9份(優(yōu)選7份)的金屬鉭粉加入重量為I份的所述聚乙烯醇水溶液中，攪拌均勻制成漿糊狀；并澆注于孔徑為0. 48 0. 89mm,密度0. 015g/cm3 0. 035g/cm3,硬度大于50。(優(yōu)選孔徑為0. 56 0.72mm，密度0.025g/cm3，硬度50° 80。)的聚氨酯泡沫中。優(yōu)先選擇平均粒徑小于43 Pm、氧含量小于0. I %的金屬鉭粉有助于減少雜質(zhì)的含量，保證材料具有較好的力學(xué)性能；選擇孔徑為0. 48 0. 89mm，密度0. 025g/cm3 0.035g/cm3，硬度大于50°的聚氨酯泡沫有助于保證多孔鉭的孔隙度與孔隙直徑。本發(fā)明這樣的技術(shù)處理優(yōu)化了工藝條件，將保證植入多孔鉭材料的生物相容性和生物安全性。本發(fā)明另一方面的進(jìn)一步的特點(diǎn)是干燥的真空度保持10_2 IPa真空度，然后在保護(hù)氣氛下，例如真空度10_4 10_3Pa，溫度400°C 800°C條件下進(jìn)行除去有機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)泡沫體的脫脂處理；再在真空度低于10_4 10_3Pa，溫度2000 2200°C，保溫時間I 5小時的真空燒結(jié)處理制得多孔燒結(jié)體。燒結(jié)過程保溫時可以充惰性氣體保護(hù)代替真空保護(hù)；最后進(jìn)行真空退火處理，其中真空退火處理(熱處理)是在真空度為10_4Pa 10_3Pa，以15°C /min 升溫至 800 900°C、保溫 260 320min，再以 3°C /min 冷至 400°C、保溫 120 300min,然后隨爐冷卻至室溫。上述脫脂處理?xiàng)l件還包括有以0. 5°C /min 5°C /min的速率逐步升溫至400 800°C，以氬氣通入構(gòu)成保護(hù)氣氛并保溫30min 120min ；真空燒結(jié)條件為真空度低于10_3Pa，以不高于10 20°C /min的升溫速率從室溫升至1200°C 1500°C，保溫Ih 2h后；再以低于20°C /min的升溫速率升溫至2000 2200°C，至少保溫2h 4h ;真空燒結(jié)后的冷卻條件還包括有真空度低于10_3Pa，以不高于25°C /min，不低于 IO0C /min漸降冷卻速率方式，對燒結(jié)多孔體分段降溫冷卻至800°C，各段保溫時間30min 90min,然后隨爐冷卻至常溫。在此基礎(chǔ)上更進(jìn)一步的特點(diǎn)是所述真空干燥的干燥溫度60 100 °C，干燥時間4 8小時；所述脫脂處理?xiàng)l件還包括有逐步升溫至600 800°C，以純凈氬氣(99. 9999% )通入構(gòu)成保護(hù)氣氛，以I 5°C /min的速率從室溫升至400°C，保溫30 60min,以0. 5 I. 5°C /min的速率從400°C升至600 800°C，保溫60 120min，所述真空燒結(jié)條件為以10 15°C /min的速率從室溫升至1200 1250°C，保溫30 60min，真空度為KT4Pa KT3Pa ;以10 20°C /min的速率升至1500°C，保溫30 60min，真空度為KT4Pa 10 ,以6 20°C /min的速率升至2000 2200°C，保溫120 240min,真空度為KT4Pa KT3Pa ;真空燒結(jié)后的冷卻條件還包括有真空度為KT4Pa KT3Pa ;以10 200C /min的速率冷卻至1500 1600°C，保溫30 60min ;以12 20°C /min的速率冷卻至1200 1250°C，保溫60 90min ;以10 20°C /min的速率冷卻至800°C，然后隨爐冷卻；所述真空退火條件還包括有真空度為10_4Pa 10_3Pa，以15°C /min升溫至800 900°C、保溫 260 320min，再以 3°C /min 冷至 400°C、保溫 120 300min，然后以 18 23°C /min冷卻至室溫。其中對真空干燥、脫脂處理等是有助于減少多孔鉭中雜質(zhì)的含量，提高生物相容性和生物安全性好及力學(xué)性能；對有機(jī)泡沫體材料的優(yōu)化以解決燒結(jié)過程中泡沫骨架的不易塌陷問題；對燒結(jié)及退火步驟的工藝條件優(yōu)化，進(jìn)一步提高多孔鉭的力學(xué)性能如延展性、減小燒結(jié)頸的斷裂率。上述方法制得的多孔鉭材料，經(jīng)過測試其雜質(zhì)含量低于0. 5% ;該多孔鉭成品孔隙分布均勻且連通，密度5. 00 8. 33g/cm3,孔隙度50 70%，孔隙直徑150 600 u m,彈性模量4. 5 6. OGPa，彎曲強(qiáng)度90 11010^，抗壓強(qiáng)度70 8010^，延伸率10. 5% 11. 5%。本發(fā)明多孔鉭材料不僅生物相容性、安全性好，而且力學(xué)性能特別強(qiáng)度高，非常適合用于替代人體承重部位的骨組織。


圖I是本發(fā)明所述制備方法制備的多孔鉭結(jié)構(gòu)的掃描電子顯微鏡分析圖(SEM圖)；從附圖可觀察到本發(fā)明所述多孔鉭高孔隙，孔隙分布均勻連通。從附圖中可看出本發(fā)明所述的多孔鉭連通孔隙有利于成骨細(xì)胞粘附、分化和生長，促進(jìn)骨的長入，可加強(qiáng)植入體與骨之間的連接，利于實(shí)現(xiàn)生物固定。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，有必要在此指出的是以下實(shí)施例只用于對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)上述本發(fā)明內(nèi)容對本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。實(shí)施例I :稱取聚乙烯醇12. 5g，放入裝有240ml蒸餾水的容器中；將其放在電爐上加溫并攪拌使之成為聚乙烯醇水溶液。用200g天平稱量平均粒徑小于43微米、氧含量小于0. I %的鉭粉60g，加入50ml冷卻的聚乙烯醇水溶液，攪拌混合均勻，使之成為鉭粉漿料。選用10 X 10 X 30mm多孔聚氨酯泡沫(平均孔徑為0. 48mm，密度0. 025g/cm3，硬度50° )放入其中澆注，直至聚氨酯泡沫孔隙注滿鉭粉漿料，用夾子夾出吸滿鉭粉漿料的聚氨酯泡沫放入瓷盤中。在真空干燥箱中干燥，干燥溫度60°C，干燥時間8小時，真空度保持IPa。脫脂處理真空度低于10_4Pa，溫度600°C，保溫時間120分鐘。真空燒結(jié)在真空爐中燒結(jié)， 燒結(jié)溫度2000°C，保溫2小時，真空度10_4Pa，燒結(jié)過程充氬氣保護(hù)，取出產(chǎn)品后去除表面灰塵及污物，冷卻后將制得的樣品再進(jìn)行熱處理及常規(guī)的后處理得多孔鉭成品；所述熱處理是真空度為KT4Pa l(T3Pa，以15°C /min升溫至800 900°C、保溫260 320min，再以30C /min冷至400°C、保溫120min，然后隨爐冷卻至室溫。發(fā)明人按GB/T5163-2006、GB/T5249-1985、GB/T6886-2001 等標(biāo)準(zhǔn)對上述多孔鉭成品的多孔材料密度、孔隙率、孔徑及各種力學(xué)性能進(jìn)行檢測其雜質(zhì)含量低于0. 5%的成品，其孔隙分布均勻且連通，密度6. 7g/cm3,孔隙率56%，孔隙平均直徑300 u m,彈性模量5. 8GPa，彎曲強(qiáng)度lOOMPa，抗壓強(qiáng)度70MPa，延伸率10. 6%。實(shí)施例2 :稱取聚乙烯醇10g，放入裝有200ml蒸餾水的容器中；將其放在電爐上加溫并攪拌使之成為聚乙烯醇水溶液。用200g天平稱量平均粒徑小于43微米、氧含量小于0. 1%的鉭粉40g，加入32ml聚乙烯醇水溶液，攪拌混合均勻，使之成為鉭粉漿料。選用10 X 10 X 25mm多孔聚氨酯泡沫(平均孔徑為0. 56mm，密度0. 030g/cm3，硬度60° )放入其中澆注，直至聚氨酯泡沫孔隙注滿鉭粉漿料，用夾子夾出吸滿鉭粉漿料的聚氨酯泡沫放入瓷盤中。在真空干燥箱中干燥，干燥溫度100°c，干燥時間4小時，真空度保持10_2Pa。脫脂處理真空度10_4Pa，溫度800°C，保溫時間120分鐘。真空燒結(jié)在真空爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度2000°C，保溫2小時，真空度10_4Pa，燒結(jié)過程充氬氣保護(hù)，取出產(chǎn)品后去除表面灰塵及污物，冷卻后將制得的樣品再進(jìn)行熱處理及常規(guī)的后處理得多孔鉭成品；所述熱處理是真空度為 KT4Pa l(T3Pa，以 18°C /min 升溫至 800 900°C、保溫 400min，再以 2°C /min 冷至 400°C、保溫260min，然后隨爐冷卻至室溫。發(fā)明人按GB/T5163-2006、GB/T5249-1985、GB/T6886-2001 等標(biāo)準(zhǔn)對上述多孔鉭成品的多孔材料密度、孔隙率、孔徑及各種力學(xué)性能進(jìn)行檢測其雜質(zhì)含量低于0. 5%的成品，其孔隙分布均勻且連通，密度6. Og/cm3,孔隙率66%，孔隙平均直徑400 u m,彈性模量
4.8GPa，彎曲強(qiáng)度90MPa，抗壓強(qiáng)度80MPa，延伸率10. 9 %。實(shí)施例3 :稱取聚乙烯醇llg，放入裝有220ml蒸餾水的容器中；將其放在電爐上加溫并攪拌使之成為聚乙烯醇水溶液。用200g天平稱量平均粒徑小于43微米、氧含量小于0. 1%的鉭粉45g，加入36ml聚乙烯醇水溶液，攪拌混合均勻，使之成為鉭粉漿料。選用8X8X25mm多孔聚氨酯泡沫(平均孔徑為0. 70mm，密度0. 035g/cm3，硬度70° )放入其中澆注，直至聚氨酯泡沫孔隙注滿鉭粉漿料，用夾子夾出吸滿鉭粉漿料的聚氨酯泡沫放入瓷盤中。在真空干燥箱中干燥，干燥溫度80°C，干燥時間6小時，真空度保持KrPa。脫脂處理真空度10_3Pa，溫度700°C，保溫時間90分鐘。真空燒結(jié)在真空爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度2000°C，保溫2小時，真空度10_4Pa，燒結(jié)過程充氬氣保護(hù)，取出產(chǎn)品后去除表面灰塵及污物，冷卻后將制得的樣品再進(jìn)行熱處理及常規(guī)的后處理得多孔鉭成品；所述熱處理是真空度為 l(T3Pa，以 130C /min 升溫至 800 900。。、保溫 400min，再以 4. 5°C /min 冷至 400。。、保溫175min，然后隨爐冷卻至室溫。發(fā)明人按GB/T5163-2006、GB/T5249-1985、GB/T6886-2001 等標(biāo)準(zhǔn)對上述多孔鉭成品的多孔材料密度、孔隙率、孔徑及各種力學(xué)性能進(jìn)行檢測其雜質(zhì)含量低于0. 5%的成品，其孔隙分布均勻且連通，密度5. Og/cm3,孔隙率70%，孔隙平均直徑450 u m,彈性模量
5.2GPa，彎曲強(qiáng)度104MPa，抗壓強(qiáng)度76MPa，延伸率11. 0%。實(shí)施例4 :稱取聚乙烯醇12g，放入裝有230ml蒸餾水的容器中；將其放在電爐上 加溫并攪拌使之成為聚乙烯醇水溶液。用200g天平稱量平均粒徑小于43微米、氧含量小于0. 1%的鉭粉50g，加入40ml聚乙烯醇水溶液，攪拌混合均勻，使之成為鉭粉漿料。選用
12X 12 X 30mm多孔聚氨酯泡沫(孔徑為0. 60mm，密度0. 027g/cm3，硬度80° )放入其中澆注，直至聚氨酯泡沫孔隙注滿鉭粉漿料，用夾子夾出吸滿鉭粉漿料的聚氨酯泡沫放入瓷盤中。在真空干燥箱中干燥，干燥溫度90°C，干燥時間5小時，真空度保持IPa。脫脂處理真空度10_4 10_3Pa，溫度500°C，保溫時間120分鐘。真空燒結(jié)在真空爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度2000°C，保溫2小時，真空度10_4Pa，燒結(jié)過程充氬氣保護(hù)，取出產(chǎn)品后去除表面灰塵及污物，冷卻后將制得的樣品再進(jìn)行熱處理及常規(guī)的后處理得多孔鉭成品；所述熱處理是真空度為 10 ,以 16. 50C /min 升溫至 800 900。。、保溫 400min，再以 2. 2°C /min 冷至 400°C、保溫215min,然后隨爐冷卻至室溫。發(fā)明人按GB/T5163-2006、GB/T5249-1985、GB/T6886-2001 等標(biāo)準(zhǔn)對上述多孔鉭成品的多孔材料密度、孔隙率、孔徑及各種力學(xué)性能進(jìn)行檢測其雜質(zhì)含量低于0. 5%的成品，其孔隙分布均勻且連通，密度8. 33g/cm3，孔隙率50%，孔隙平均直徑350 u m，彈性模量
4.7GPa，彎曲強(qiáng)度92MPa，抗壓強(qiáng)度71MPa，延伸率11. 2%。實(shí)施例5 一種多孔鉭,它以粒徑小于43 ii m、氧含量小于0. I %的金屬鉭粉為原料，以聚乙烯醇水溶液為粘結(jié)劑溶液制成鉭粉漿料，并澆注于聚氨酯泡沫載體中；然后真空干燥、脫脂處理、真空燒結(jié)、真空退火及常規(guī)后處理制得。其中，選用的聚氨酯泡沫，其孔徑為0.72 0.56mm，密度0.025g/cm3，硬度50° 80。；真空干燥真空度保持10_2 IPa，以除去注滿鉭粉漿料的聚氨酯泡沫中的水分；脫脂處理在惰性氣體保護(hù)氣氛下或真空度10_4 10_3Pa，溫度400°C 800°C，并保溫時間30 120分鐘以除去其中的聚乙烯醇及聚氨酯泡沫；真空燒結(jié)真空度低于KT4Pa 10_3Pa，溫度2000 2200°C，保溫時間I 5小時，燒結(jié)過程保溫時充氬氣或其他惰性氣體保護(hù)，以得到多孔材料；真空退火真空度為10_4Pa，以11°C /min升溫至800 900°C、保溫266min，再以
3.50C /min冷至400°C、保溫187min，然后隨爐冷卻至室溫。
發(fā)明人按GB/T5163-2006、GB/T5249-1985、GB/T6886-2001 等標(biāo)準(zhǔn)對上述多孔鉭成品的多孔材料密度、孔隙率、孔徑及各種力學(xué)性能進(jìn)行檢測其雜質(zhì)含量低于0. 5%的成品，其孔隙分布均勻且連通，密度7. 3g/cm3,孔隙率62%，孔隙平均直徑220 u m,彈性模量
5.3GPa，彎曲強(qiáng)度104MPa，抗壓強(qiáng)度74MPa，延伸率11. 4%。在上述實(shí)施例5給出的方法中，我們還可以對其中的各種條件作其他選擇同樣能得到本發(fā)明所述的多孔鉭。
實(shí)鉭粉粒徑聚乙烯醇鉭粉(重量聚氨酯泡聚氨酯泡沫聚氨酯 施(微米)/氧水溶液質(zhì)份)/聚乙沫孔徑密度(g/cm3)泡沫硬 例含量小于量濃度烯醇水溶 (mm)度(°)(%)(%) 液(重量
份)
6小于 48.5/10.500.02550 39/0.1%
7小于 27.5/10.880.03555 40/0.1%
8小于 37.7/10.700.03077 42/0.1%
權(quán)利要求
1.一種多孔鉭醫(yī)用植入材料的制備方法，采用泡沫浸潰法燒結(jié)而成，其特征在于用有機(jī)粘結(jié)劑與分散劑配制成的溶液和鉭粉制成鉭粉漿料，并澆注于有機(jī)泡沫體中，浸潰直至有機(jī)泡沫體孔隙注滿鉭粉漿料，然后干燥除去澆注有鉭粉漿料的有機(jī)泡沫體中的分散齊U，在惰性氣體保護(hù)氣氛下脫脂處理以除去有機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)泡沫體，真空下燒結(jié)制得多孔燒結(jié)體、冷卻，再真空下退火及常規(guī)后處理制得多孔鉭；所述熱處理是真空度為10_4Pa 10 ,以 10 20°C /min 升溫至 800 900°C、保溫 240 480min，再以 2 5°C /min 冷至400°C、保溫120 300min，然后隨爐冷卻至室溫。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述金屬鉭粉為平均粒徑小于43ym、氧含量小于0. 1%的金屬鉭粉；所述有機(jī)粘結(jié)劑為聚乙烯醇，分散劑為水，配制成聚乙烯醇水溶液與所述的鉭粉制成鉭粉漿料；所述有機(jī)泡沫體為孔徑0. 48 0. 89mm,密度0. 015 g/cm3 0. 035g/cm3,硬度大于50°的聚氨酯泡沫。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述聚乙烯醇水溶液的重量百分比濃度為2 8% (優(yōu)選4 5%);所述金屬鉭粉與聚乙烯醇水溶液得重量份比為6 9份1份(優(yōu)選為7份1份);所述聚氨酯泡沫孔徑為0. 56 0. 72mm，密度0. 025g/cm3，硬度50° 80°。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于所述干燥的真空度保持10_2 IPa真空度，然后在保護(hù)氣氛下，例如真空度10_4 10_3Pa，溫度400°C 800°C條件下進(jìn)行除去有機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)泡沫體的脫脂處理；再在真空度低于10_4 10_3Pa，溫度2000 2200°C，保溫時間I 5小時的真空燒結(jié)處理制得多孔燒結(jié)體，燒結(jié)過程保溫時可以充惰性氣體保護(hù)代替真空保護(hù)；最后進(jìn)行真空退火處理，其中真空退火處理(熱處理)是在真空度為KT4Pa 10 ,以 15。。/min 升溫至 800 900°C、保溫 260 320min，再以 3°C /min 冷至400°C、保溫120 300min，然后隨爐冷卻至室溫。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述脫脂處理?xiàng)l件為以0.5°C/min 5°C /min的速率逐步升溫至400 800 °C,以IS氣通入構(gòu)成保護(hù)氣氛并保溫30min 120min ； 真空燒結(jié)條件為真空度低于10_3Pa，以不高于10 20°C /min的升溫速率從室溫升至1200°C 1500°C，保溫Ih 2h后；再以低于20°C /min的升溫速率升溫至2000 2200°C，至少保溫2h 4h ; 真空燒結(jié)后的冷卻條件還包括有真空度低于10_3Pa，以不高于25°C /min,不低于IO0C /min漸降冷卻速率方式，對燒結(jié)多孔體分段降溫冷卻至800°C，各段保溫時間30min 90min,然后隨爐冷卻至常溫。
6.如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于所述真空干燥的干燥溫度60 100°C，干燥時間4 8小時；所述脫脂處理?xiàng)l件還包括有逐步升溫至600 800°C，以純凈氬氣(99. 9999%)通入構(gòu)成保護(hù)氣氛，以I 5°C /min的速率從室溫升至400°C，保溫30 60min,以0. 5 I. 5°C /min的速率從400°C升至600 800°C，保溫60 120min，所述真空燒結(jié)條件為以10 15°C /min的速率從室溫升至1200 1250°C，保溫30 60min，真空度為KT4Pa KT3Pa ;以10 20°C /min的速率升至1500°C，保溫30 60min，真空度為KT4Pa 10 ,以6 20°C /min的速率升至2000 2200°C，保溫120 240min,真空度為KT4Pa KT3Pa ;真空燒結(jié)后的冷卻條件還包括有真空度為KT4Pa KT3Pa ;以10 200C /min的速率冷卻至1500 1600°C，保溫30 60min ;以12 20°C /min的速率冷卻至1200 1250°C，保溫60 90min ;以10 20°C /min的速率冷卻至800°C，然后隨爐冷卻；所述真空 退火條件還包括有真空度為10_4Pa 10_3Pa，以15°C /min升溫至800 900°C、保溫 260 320min，再以 3°C /min 冷至 400°C、保溫 120 300min，然后以 18 23°C /min冷卻至室溫。
全文摘要
一種多孔鉭醫(yī)用植入材料的制備方法，采用泡沫浸漬法燒結(jié)而成，用有機(jī)粘結(jié)劑與分散劑配制成的溶液和鉭粉制成鉭粉漿料，并澆注于有機(jī)泡沫體中，浸漬直至有機(jī)泡沫體孔隙注滿鉭粉漿料，然后干燥除去澆注有鉭粉漿料的有機(jī)泡沫體中的分散劑，在惰性氣體保護(hù)氣氛下脫脂處理以除去有機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)泡沫體，真空下燒結(jié)制得多孔燒結(jié)體、冷卻，再真空下退火及常規(guī)后處理制得多孔鉭；所述熱處理是真空度為10-4Pa～10-3Pa，以10～20℃/min升溫至800～900℃、保溫240～480min，再以2～5℃/min冷至400℃、保溫120～300min，然后隨爐冷卻至室溫。本發(fā)明制得的多孔鉭材料不僅生物相容性、安全性好，而且力學(xué)性能特別強(qiáng)度高，非常適合用于替代人體承重部位的骨組織。
文檔編號C22C27/02GK102796896SQ20111029656
公開日2012年11月28日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者葉雷 申請人:重慶潤澤醫(yī)藥有限公司