科创中国
生物活性硬组织植入材料
发布时间: 2022-09-06
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
新材料技术
成果介绍
本项目采用电化学和化学复合表面技术在Ti和Ti合金植入材料表面自生长具有生物活性的微晶氧化薄膜，在人体仿生液中生成Ca/P化学成分和晶体结构与骨无机盐成份相似，能与人体骨形成骨结合。Ti和Ti合金提供了坚强的支架作用，自生长薄膜可与机体软硬组织形成生长结合，具有良好的生物相容性，能有效充当新生骨形成支架，在体内自生长薄膜可逐渐发生生物替代和降解，最终被骨组织所替代等作用，是一种理想的人工合成骨移植材料，且由于制造技术简单，成本会较低。可广泛应用于骨、关节和牙齿的修复和替换材料，甚至将来可应用到诸如创伤、肿瘤造成的四肢节段性骨缺损，脊柱结核性骨缺损，以及溶骨性转移瘤、骨髓瘤和脊椎血管瘤的椎体成形术或人工椎体术的应用中。
成果亮点
本项目采用电化学和化学等复合表面改性技术在Ti6Al4V材料表面自生长了一种微晶氧化薄膜，这种薄膜的厚度大于10μm；硬度大于40Rc（Ti6Al4V硬度34Rc）；将具有自生长薄膜的Ti6Al4V浸入人体仿生液中4天后，其表面即生成富含Ca/P的类骨质物质，14天后即覆盖整个表面，其Ca/P化学成分和晶体结构与骨无机盐成份相似，因而说明该材料已具有生物活性；采用俄歇和能谱分析手段检测该薄膜中的元素组成，发现其中除金属Ti以外无其它有害金属，且在该材料浸入人体仿生液中3个月后的液体中没有检测到金属离子，长期检测正在进行，可以预测这种材料具有良好的阻隔性能；将具有自生长薄膜和无薄膜的Ti6Al4V与超高分子量聚乙烯（UHMWPE）组成摩擦副，在磨损仪上进行耐磨性实验，与具有薄膜的Ti6Al4V对磨的UHMWPE磨耗为***μg，而与无薄膜的Ti6Al4V对磨的UHMWPE磨耗为***μg，故说明前者具有良好的耐磨性；由于本项目制备的薄膜由基体原位生长而成，与基体为化学结合，故可以预测其与基体结合力及薄膜均匀程度均会好于HA涂层。由拉伸法测得的薄膜与基体结合力的初步结果为42MPa
团队介绍
开展材料科学与工程研究，促进科技发展。材料物理与化学研究材料学研究材料加工工程研究冶金物理化学研究钢铁冶金研究有色金属冶金研究凝聚态物理研究电化学研究电磁场与微波技术研究环境科学研究相关学历教育、博士后培养、专业培训与学术交流《腐蚀学报（英文）》和《中国腐蚀与防护学报》出版
成果资料
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