【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医用金属材料及其医疗器械领域，具体为一种生物固定骨缺损垫块及其制备方法。
技术介绍
1、髋关节是人体重要的负重关节，同时也是负重关节中活动范围最大的关节。不仅可以伸屈(坐下和站起)，内收外展(大腿靠近和远离身体中线)，还可以内外旋转(膝关节向内及向外旋转)。在人们的日常生活中，髋关节扮演着重要的角色，无论是行走站立、还是坐卧休息，时时刻刻都离不开髋关节的参与。然而，骨性关节炎、股骨头无菌性坏死、创伤性关节炎、先天性髋臼发育不良等疾病会导致髋关节疼痛及其功能的丧失，从而严重影响病患生活。目前，人工髋关节置换手术已成为治疗髋关节疾病的有效手段。
2、膝关节由股骨下端、胫骨上端和髌骨构成，是人体最大最复杂的关节。膝骨关节炎是最常见的骨骼肌肉疾病，也是中老年人致残的主要原因。目前，人工膝关节置换手术也已经成为治疗膝关节疾病的有效手段。
3、但是，本申请的专利技术人在长期的研发过程中发现，针对患有上述髋和/或膝关节疾病的病患，当其需要行人工关节置换手术时，有相当比例的病患是较为年长的女性，而年长女性患者中，又有极高的比例，患有雌激素分泌不足或缺失而引起的骨质疏松，对于骨质疏松病患来说，植入物能否取得良好的生物固定，是临床上的难点和痛点。
4、全膝关节置换常见的难题之一是骨缺损的处理，骨缺损位置可发生于胫骨、股骨及髌骨，多见于胫骨平台骨缺损，股骨远端骨缺损较胫骨骨缺损的发生率低，但股骨远端骨缺损可增加膝关节的屈伸间隙，尤其是屈曲间隙。初次全膝关节置换骨缺损原因主要包括胫骨平台的磨损、骨坏死、
5、尤其是对于这些由于雌激素分泌不足或缺失而引起的骨质疏松的病患，就如同在豆腐上固定钢盔，若配合植入物的生物固定的骨缺损垫块也很难取得良好的初期稳定性，则假体的长期稳定性必然堪忧，此外，若患者体内植入物表面形成耐甲氧西林金黄色葡萄球菌形成的细菌生物膜，极易造成持续的感染，而由于该菌种耐甲氧西林的特性，导致抗生素等现有药物难以干预或治疗此类感染，感染的恶化最终造成植入物松动，重则会导致假体失效，引发极其麻烦且费用高昂的再次翻修手术。
6、因此，亟待发展出一种针对骨质疏松病患且可抑制耐药细菌生物膜的生物固定骨缺损垫块。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种生物固定骨缺损垫块及其制备方法，通过独特的材料配方及制备工艺，结合骨缺损垫块的粗糙表面多孔设计，在雌激素分泌不足或缺失造成的骨质疏松模型中，提供显著强于普通材料的固定效果，从而获得良好的初期稳定性和长期稳定性，同时，所述骨缺损垫块可抑制耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌在其表面形成细菌生物膜，以降低极其麻烦且费用高昂的翻修手术的发生概率。
2、本专利技术技术方案如下：
3、一种生物固定骨缺损垫块，所述骨缺损垫块采用含铜医用钛合金制备，其化学成分为重量百分比：al：4.5～7.5％；v：3.0～5.0％；cu：3.5～6.5％，ti：余量；所述骨缺损垫块的柄身设置有粗糙多孔结构；
4、所述骨缺损垫块的制备方法为：
5、(1)熔炼合金铸锭：将原材料海绵钛、ticu中间合金、a1v中间合金、铝豆和铝网按重量百分比的如下成分进行配料：a1：4.5～7.5％；v：3.0～5.0％；cu：3.5～6.5％，ti：余量；将铝网做成容器，用海绵钛、ticu中间合金、a1v中间合金和铝豆进行填充，用电极模具压制成熔炼电极，再熔炼成合金铸锭；利用真空自耗炉熔炼；
6、(2)制备钛合金方棒：将合金铸锭加热至950～1150℃，保温4～8小时，锻造总锻比为4～8，锻造成的板坯沿轴向切割成方棒，再次加热至900～950℃，保温0.5～1小时，水冷；
7、(3)制备粗坯：根据尺寸需求，通过减材加工，得到符合要求的骨缺损垫块粗坯；
8、(4)氧化退火处理：粗坯的氧化退火温度为600～700℃，保温1～1.5小时，空冷；
9、(5)半精加工：根据尺寸要求，通过机加工，得到符合要求的骨缺损垫块半成品；
10、(6)精加工：根据尺寸要求，在骨缺损垫块半成品表面通过烧结造孔处理设置粗糙多孔结构的氮化硅陶瓷涂层，得到骨缺损垫块成品；该粗糙多孔结构的氮化硅陶瓷涂层，其厚度为100～2000微米，平均孔隙率为30％～70％、平均孔径为100～1000微米、平均孔隙截距为500～1500微米。
11、作为优选的技术方案，所述合金铸锭中钒和铜元素含量为：v：4.0～4.5wt.％，cu：4.0～6.0wt.％。
12、作为优选的技术方案，步骤(1)中，所述铝网使用多层高纯铝网，层数为2～8层。优选地，将铝网卷成两个底部直径不等的圆筒状的铝网桶，两个铝网桶套在一起，两个铝网桶之间的空间填充ticu中间合金，铝网桶内部填充铝豆、海绵钛和alv中间合金的混合物。
13、作为优选的技术方案，步骤(2)中，所述水冷的冷却水温度为12～22℃，冷却水喷嘴数量2～6个，水流速1.2m/s～2.2m/s。
14、采用上述方法制备得到的针对骨质疏松患者且可抑制耐药细菌生物膜的生物固定骨缺损垫块，其特征在于：设置有若干不同方向的通孔，以便于通过螺钉与其他植入物或人体组织连接固定。
15、本专利技术的有益效果为：
16、(1)本专利技术针对雌激素分泌不足或缺失造成的骨质疏松的病患，通过独特的材料配方及制备工艺，结合骨缺损垫块的粗糙表面多孔设计，提供显著强于普通材料的固定效果，从而获得良好的初期稳定性和长期稳定性，同时，所述骨缺损垫块可抑制耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌在其表面形成细菌生物膜，以降低极其麻烦且费用高昂的翻修手术的发生概率；
17、(2)该生物固定骨缺损垫块，所需设备及加工工艺成熟稳定，可以满足批量生产的要求。
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1.一种生物固定骨缺损垫块，其特征在于，由包括以下步骤的方法制备：
2.按照权利要求1所述的骨缺损垫块，其特征在于，步骤(1)中，将铝网卷成两个底部直径不等的圆筒状的铝网桶，两个铝网桶套在一起，两个铝网桶之间的空间填充TiCu中间合金，铝网桶内部填充铝豆、海绵钛和AlV中间合金的混合物。
3.按照权利要求1所述的骨缺损垫块，其特征在于，步骤(2)中，所述水冷的冷却水温度为12～22℃，冷却水喷嘴数量2～6个，水流速1.2m/s～2.2m/s。
4.按照权利要求1所述的骨缺损垫块，其特征在于，步骤(4)中，氧化退火处理前使用车床去除粗坯表面缺陷。
5.按照权利要求1～4任一项所述的骨缺损垫块，其特征在于，骨缺损垫块设置有若干不同方向的通孔，以便于通过螺钉或其他固定物与其他植入物或人体组织连接固定。
6.一种针对骨质疏松病患且可抑制耐药细菌生物膜的生物固定骨缺损垫块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.按照权利要求6所述的骨缺损垫块，其特征在于，步骤(1)中，将铝网卷成两个底部直径不等的圆筒状的铝网桶，两个
8.按照权利要求6所述的骨缺损垫块，其特征在于，步骤(2)中，所述水冷的冷却水温度为12～22℃，冷却水喷嘴数量2～6个，水流速1.2m/s～2.2m/s。
9.按照权利要求6所述的骨缺损垫块，其特征在于，步骤(4)中，氧化退火处理前使用车床去除粗坯表面缺陷。
...【技术特征摘要】
1.一种生物固定骨缺损垫块，其特征在于，由包括以下步骤的方法制备：
2.按照权利要求1所述的骨缺损垫块，其特征在于，步骤(1)中，将铝网卷成两个底部直径不等的圆筒状的铝网桶，两个铝网桶套在一起，两个铝网桶之间的空间填充ticu中间合金，铝网桶内部填充铝豆、海绵钛和alv中间合金的混合物。
3.按照权利要求1所述的骨缺损垫块，其特征在于，步骤(2)中，所述水冷的冷却水温度为12～22℃，冷却水喷嘴数量2～6个，水流速1.2m/s～2.2m/s。
4.按照权利要求1所述的骨缺损垫块，其特征在于，步骤(4)中，氧化退火处理前使用车床去除粗坯表面缺陷。
5.按照权利要求1～4任一项所述的骨缺损垫块，其特征在于，骨缺损垫块设置有若干不同方向的通孔，以...
【专利技术属性】
技术研发人员：柴伟，胡晓苏，魏翔，于亚川，
申请(专利权)人：苏州森锋医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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