高强低模仿生梯度多孔钛支架制备技术

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高强低模仿生梯度多孔钛支架制备技术生物医疗、钢铁新材料制造。

目录

• 主要技术内容
  • 1. 技术背景和意义
  • 2. 技术要点和优势
• 技术应用情况
  • 1. 应用案例介绍
  • 2. 服务科创中国城市
• 参考文献

主要技术内容

1. 技术背景和意义

多孔钛种植体由于其弹性模量与人体骨接近而被广泛应用骨科、齿科等硬组织植入领域。但是目前临床上常用多孔钛合金存在低模量-高强度匹配性不足的问题，这使得其尽管具有优异骨整合性，但是其较低的强度也导致其存在断裂的风险。因此，另辟蹊径开发具有高强度高孔隙率多孔制件对于推进其在骨科领域进一步被广泛应用具有重要意义。

2. 技术要点和优势

技术原理：本技术基于仿生骨原理，利用三周期极小曲面法设计了仿骨梯度结构，该结构不仅可以通过梯度结构的设计克服高孔隙率下强度不足的问题，而且曲面结构的曲率与人体自然骨接近，更有利于细胞的粘附、增殖与分化。技术要点及实施关键点：① 新型梯度结构的设计及其优化原理。多孔合金的强度与孔隙率是一对矛盾体，不断提升孔隙率/力学强度的匹配性是提升多孔支架骨修复功能的关键。为进一步提高多孔钛合金强度-模量匹配性，需研究不同梯度结构类型、孔隙率等对制件性能的影响规律，从而建立高孔隙率高强度梯度结构模型；② 梯度结构对生物相容性的作用机制。理想梯度结构应在保持高强度高孔隙率的同时，具有多级孔径结构匹配特征，以满足不同细胞的迁移、寄居、分化、增殖与营养物质的运输等要求。为此，需运用生物力学、生物化学等检测手段进一步探究梯度多孔钛合金支架的组织相容性、血液相容性及骨整合能力等，从而探明梯度结构-生物相容性二者之间的关联机制。技术优势：① 所制备梯度结构支架屈弹比可达到0.022-0.024，比目前报道的最高水平提高了18-33%，作为植入材料具有优异的力学适配性；② 所制备的梯度结构支架具有优异耐腐蚀性能及细胞血液相容性。

技术应用情况

1. 应用案例介绍

本团队利用该技术已制备了口腔种植体、骨软骨支架等骨科植入物。所制备的骨科植入物具有优异力学相容性与组织相容性。所开发的口腔种植体前已进行巴马小型猪体内大动物实验，结果表明巴马小型猪恢复良好，未出现炎症反应。

2. 服务科创中国城市

（园区）情况：北京市经济技术开发区。