專利名稱：摻Sr鈣磷生物玻璃復(fù)合α-磷酸三鈣生物多孔骨水泥及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及摻Sr鈣磷生物玻璃復(fù)合α -磷酸三鈣生物多孔骨水泥及制備方法，屬于生物醫(yī)用材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
磷酸鈣骨水泥(Calcium Phosphate Cement,CPC)是一種新型的人工骨材料，可用于骨組織修復(fù)。由于其優(yōu)良的生物相容性和在外科手術(shù)中可以漿料形式直接注入骨缺損部位進(jìn)行原位固化，解決了其他無機(jī)生物材料外形適應(yīng)性難的問題，因此在骨科、牙科和整形外科中得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí)CPC還可作為抗生素、抗腫瘤藥物和各種生長因子優(yōu)良的緩釋載體。其中固化時(shí)間和產(chǎn)物結(jié)構(gòu)是衡量骨水泥能否滿足臨床要求的兩個(gè)重要影響因素。 為滿足手術(shù)操作要求，骨水泥固化時(shí)間一般應(yīng)控制在10 30min左右；而貫穿式多孔結(jié)構(gòu)有利于組織液的滲入，使組織液能夠進(jìn)入到材料內(nèi)部，而不僅僅局限于界面接觸，從而提高材料的降解速率，促使微孔擴(kuò)大和微血管的長入。作為承重骨的修復(fù)，對CPC的抗壓強(qiáng)度有較高的要求。目前通過對骨水泥組成的設(shè)計(jì)和水化條件的優(yōu)化，在一定程度上可實(shí)現(xiàn)CPC 固化時(shí)間的控制，但由于水化產(chǎn)物羥基磷灰石(HAp)的結(jié)晶程度高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，骨水泥在體內(nèi)難以降解，不利于修復(fù)部位骨功能的恢復(fù)。此外CPC還存在機(jī)械性能不足的缺點(diǎn)，使其應(yīng)用在一定程度上受到了限制。本發(fā)明所闡述的摻Sr鈣磷生物玻璃復(fù)合α-磷酸三鈣生物多孔骨水泥就是在此基礎(chǔ)上的一種改性研究。Sr是人體必需的微量元素之一，在骨中的含量約占骨質(zhì)量的0. 01 %。Sr與其他微量元素一樣在生物體內(nèi)起著維持正常機(jī)能的作用，它的存在被認(rèn)為有防齲和增強(qiáng)骨強(qiáng)度的作用。在CPC骨水泥中摻Sr可形成置換式的鍶羥基磷灰石(SrCPC)，改變骨水泥的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，促進(jìn)降解。有研究表明SrCPC比CPC具有更高的生物降解性，SrCPC植入骨組織后，其表面可較快地發(fā)生生物降解，成骨量較CPC明顯增多，并且延長了新骨生成的總時(shí)間和高峰期。一方面，Sr摻入CPC中不會延長固化時(shí)間，而且可以起到改善CPC強(qiáng)度的作用。 如中國專利CN1559888A以磷酸四鈣Cei4(PO4)20，磷酸氫鍶SrHPO4，磷酸氫鈣CaHPO4為固相， 以磷酸H3PO4水溶液為固化液以適當(dāng)?shù)墓?液比制備了微觀形態(tài)為菊花瓣或曲棒狀含Sr的納米磷酸鈣生物活性骨水泥，骨水泥的初凝時(shí)間為4 llmin，終凝時(shí)間為10 17min，壓縮強(qiáng)度為40 60MPa，較傳統(tǒng)的CPC強(qiáng)度有了較大的提高。中國專利CN101444638A也介紹了鍶摻雜的可降解的雙相磷酸鈣生物骨水泥的制備以Cii4(PO4)2O和β -SrxCa(3_x) (PO4)為固相，以去離子水稀釋的磷酸為液相，制備的含Sr的雙相磷酸鈣生物骨水泥，其初凝時(shí)間為2. 5 lOmin，終凝時(shí)間為8 25min，壓縮強(qiáng)度為15 50MPa。此類摻Sr骨水泥雖然在固化時(shí)間合適的情況下實(shí)現(xiàn)了骨水泥的高強(qiáng)度，但由于所得骨水泥的孔隙率較低，難以獲得理想的多孔結(jié)構(gòu)，因而未能從根本上改善骨水泥的降解性能。類似的專利還有美國專利7，758，693、US20090239787A1和國際專利W0201005M83等。另一方面，利用有機(jī)物形成多孔模板或者添加成孔劑雖然可以在摻Sr骨水泥中形成多孔結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高孔隙率，提高骨水泥的降解性能，但抗壓強(qiáng)度明顯降低。如中國專利CN101041078A以磷酸四I丐Cei4(PO4)20， 磷酸氫鍶SrHPO4，磷酸氫鈣CaHPO4為固相，以磷酸H3PO4水溶液為固化液，采用光敏樹脂制備了孔隙率為30%的多孔模板，最終制備了可降解含鍶磷酸鈣雙相骨水泥支架。骨支架的總孔隙率為42. 5% 75%，宏觀尺寸為300 600 μ m，宏孔體積為0 50%，微孔尺寸為 2 10 μ m，微孔體積為21. 38% 44. 70%，抗壓強(qiáng)度為3. 15MPa 21. 53MPa。另外，中國專利CN101716371A也介紹了一種以聚磷酸鍶和聚磷酸鈣為原料，制備能夠自促血管化的鍶聚磷酸鈣骨支架，由于添加了 30% 50%的成孔劑，得到了高孔隙率的骨支架，生物降解性能優(yōu)良，但同樣無法解決抗壓強(qiáng)度不足的問題。類似的專利還有美國專利6，593，394、 US20080317807A1 等。從現(xiàn)有公開的的相關(guān)專利報(bào)道可知，在未添加成孔劑或者未使用有機(jī)模板的情況下，通過向磷酸鈣骨水泥中添加含Sr的無機(jī)鹽可以在保證適宜固化時(shí)間的基礎(chǔ)上，改善骨水泥的抗壓強(qiáng)度，但所得骨水泥孔隙率僅為40%左右。骨水泥的降解性能沒有得到根本改善，因此難以形成理想的多孔結(jié)構(gòu)，不利于血管長入和體液循環(huán)。雖然成孔劑或者有機(jī)模板的使用能獲得高空隙率的骨水泥支架，形成多孔結(jié)構(gòu)，但骨水泥的抗壓強(qiáng)度較低，無法滿足骨組織修復(fù)對骨水泥強(qiáng)度的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種摻Sr鈣磷生物玻璃復(fù)合α -磷酸三鈣生物多孔骨水泥及制備方法，這種骨水泥是將含Sr的生物玻璃與α -磷酸三鈣進(jìn)行復(fù)合，利用生物玻璃的迅速降解，獲得了高孔隙率的骨水泥；同時(shí)通過Sr對骨水泥水化產(chǎn)物的顆粒形貌、粒徑的控制，實(shí)現(xiàn)了骨水泥的高強(qiáng)度，最終制備了有利于血管長入和體液循環(huán)的可降解的高強(qiáng)度骨水泥。通過調(diào)節(jié)骨水泥中鈣磷生物玻璃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及玻璃中Sr的摩爾百分比可以調(diào)節(jié)固化時(shí)間和孔隙率，改善骨水泥的抗壓強(qiáng)度。本發(fā)明的一種摻Sr鈣磷生物玻璃復(fù)合α -磷酸三鈣生物多孔骨水泥，骨水泥的孔隙率為39% 57%，微孔尺寸介于0. 5 4um ；抗壓強(qiáng)度為23. 6 38. 5Mpa。本發(fā)明的一種摻Sr鈣磷生物玻璃復(fù)合α -磷酸三鈣生物多孔骨水泥的制備方法， 步驟如下1)摻Sr鈣磷生物玻璃的制備以四水硝酸鈣、五氧化二磷、硝酸鍶、硝酸鈉為原料，其中原料中各物質(zhì)對應(yīng)的氧化物CaO P2O5 SrO Nei2O的摩爾百分比為(50 42) 40 (3 11) 7 ；稱取 P2O5，加入無水乙醇中，加入過程中控制溫度不超過38. 0°C，攪拌直至溶液變?yōu)槌吻逋该魅芤海频昧谆败|體溶液，靜置24h后備用；稱取四水硝酸鈣、硝酸鍶、硝酸鈉依次加入到去離子水中，混合攪拌，配制成濃度為0. 3 0. 9mol/L的Ca2+、Sr2+、Na+離子組分的透明溶液； 然后將含Ca2+、Sr2+和Na+的透明溶液逐滴加入到磷基前軀體溶液中，均勻攪拌，得到均勻溶膠；向溶膠中逐滴滴入氨水，調(diào)節(jié)PH至8 9，得到白色均勻溶膠，靜置24h后形成均勻穩(wěn)定的凝膠；將此凝膠至于60°C下烘干，碾碎后在馬弗爐內(nèi)緩慢升溫至300°C，保溫2 5h， 再升至450°C 550°C，保溫1 3h，形成鈣磷生物玻璃；2) α-磷酸三鈣復(fù)合生物骨水泥的制備選取α -磷酸鈣骨水泥的組成為α -磷酸三鈣、Ca (H2PO4) 2 · H2O, CaCO3和羥基磷灰石，其中各組分的質(zhì)量比為 α-TCP Ca(H2PO4)2 ·Η20 CaCO3 HAp 為 86 5 5 4。3)摻Sr鈣磷生物玻璃復(fù)合α -磷酸三鈣生物多孔骨水泥的制備將步驟一所制得的生物玻璃按步驟二制得的α-磷酸三鈣骨水泥質(zhì)量的 10%摻加骨水泥中，按照調(diào)和液與骨水泥粉末的比率為0. 進(jìn)行調(diào)制，調(diào)和液為 0. 8wt%的Na2HPO4溶液，調(diào)和均勻后將漿體注入鋼模中，在室溫下調(diào)和60 90s，取出后于 37°C恒溫、相對濕度為100%的條件下固化，得到復(fù)合骨水泥。本專利的創(chuàng)新性在于將摻鍶的鈣磷生物玻璃與α-磷酸三鈣進(jìn)行復(fù)合，形成了多孔結(jié)構(gòu)的骨水泥。既能通過摻Sr鈣磷玻璃的快速溶解，調(diào)節(jié)骨水泥的固化時(shí)間和微觀結(jié)構(gòu)，形成孔隙率較高的多孔結(jié)構(gòu)，又能改善水化產(chǎn)物羥基磷灰石的的降解性能；另外，通過可降解的鈣磷玻璃引入的Sr離子，提高了骨水泥的抗壓強(qiáng)度，從而較好地實(shí)現(xiàn)了骨水泥高強(qiáng)度與優(yōu)良降解性的特性。當(dāng)在骨水泥中加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù) 10%的生物玻璃，其中Sr 的摩爾百分?jǐn)?shù)為3% 11%，所得骨水泥的固化時(shí)間為Ilmin 22min，水化7天后骨水泥的孔隙率為39% 57%，其抗壓強(qiáng)度為23. 6MPa 38. 5MPa，滿足骨修復(fù)的臨床要求。本專利涉及的摻Sr鈣磷生物玻璃復(fù)合α -磷酸三鈣生物多孔骨水泥在固化時(shí)間適當(dāng)?shù)那闆r下，較好地實(shí)現(xiàn)了骨水泥高孔隙率、高強(qiáng)度與優(yōu)良降解性的特性，在臨床醫(yī)學(xué)骨組織修復(fù)領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。本發(fā)明制備的摻Sr鈣磷生物玻璃復(fù)合α -磷酸三鈣生物多孔骨水泥的優(yōu)點(diǎn)在于 鈣磷生物玻璃較快的溶解速度，改變了骨水泥的微觀結(jié)構(gòu)，形成了理想的多孔結(jié)構(gòu)，便于體液循環(huán)和血管長入；同時(shí)通過鈣磷玻璃引入的Sr對水化產(chǎn)物羥基磷灰石的晶形、結(jié)構(gòu)等產(chǎn)生影響，較好的實(shí)現(xiàn)了骨水泥高強(qiáng)度與可降解的特性。雖然隨著鈣磷玻璃的加入量增大其固化時(shí)間略有延長，但通過調(diào)節(jié)其含量亦可以將固化時(shí)間控制Ilmin 22min，不影響手術(shù)的實(shí)施。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制得的鈣磷生物玻璃復(fù)合化7天后的X衍射圖譜；圖2為本發(fā)明實(shí)施例3制得的鈣磷生物玻璃復(fù)合化7天后的掃描電鏡圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例5制得的鈣磷生物玻璃復(fù)合化7天后的掃描電鏡圖；圖4為本發(fā)明制得的鈣磷生物玻璃復(fù)合α -磷酸三鈣生物多孔骨水泥水化7天后的抗壓強(qiáng)度與骨水泥中玻璃的質(zhì)量百分含量以及玻璃中Sr的摩爾百分含量之間的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1步驟一摻Sr鈣磷生物玻璃的制備以四水硝酸鈣、五氧化二磷、硝酸鍶、硝酸鈉為原料，按摩爾比稱取相應(yīng)物質(zhì)，使得原料中各物質(zhì)對應(yīng)的氧化物按照CaO P2O5 SrO Nei2O的摩爾百分比50 40 3 7 制備鈣磷生物玻璃。將8.517g P2O5溶于40ml無水乙醇，加入過程中控制溫度不超過
α-磷酸三鈣生物多孔骨水泥水 α-磷酸三鈣生物多孔骨水泥水 α-磷酸三鈣生物多孔骨水泥水38. O0C，攪拌直至溶液變?yōu)槌吻逋该鞯牧谆败|體溶液，將此溶液靜置24h后備用。分別稱取 0. 952gSr (NO3)2,17. 711g Ca(NO3)2 ·4Η20，1. 785g NaNO3,按此順序依次溶于 45ml 蒸餾水中，配置成透明澄清溶液。將所得溶液逐滴加入上述磷基前軀體溶液中，獲得均勻的溶膠， 再將氨水逐滴加入溶膠中，調(diào)節(jié)PH至8 9，靜置24h后形成均勻穩(wěn)定的凝膠。將此凝膠至于60°C下烘干，碾碎，在馬弗爐內(nèi)緩慢升溫至300°C，保溫4h，再升至550°C，保溫濁，形成鈣磷生物玻璃。步驟二 α -磷酸三鈣生物骨水泥的制備α -磷酸鈣骨水泥(CPC)粉末的合成和組成，采用我們申請的專利 CN101843920A和CN1338425A公開的方法制備。α -磷酸鈣骨水泥的組成為α -磷酸三鈣(α -TCP)、Ca (H2PO4) 2 · H2O, CaCO3>羥基磷灰石(HAp)，其中各組分的質(zhì)量比為 α -TCP Ca (H2PO4)2 ‘ H2O CaCO3 HAp 為 86 5 5 4。步驟三摻Sr生物鈣磷玻璃α -磷酸三鈣復(fù)合生物多孔骨水泥的制備將步驟一所制得的生物玻璃按步驟二制得的α-磷酸三鈣骨水泥質(zhì)量的7%摻加到骨水泥中，均勻混合，按照調(diào)和液與骨水泥粉末的比率為0. 4ml/g進(jìn)行調(diào)制，調(diào)和液為 0. 8wt %的Na2HPO4溶液，調(diào)和均勻后將漿體注入鋼模中，在室溫下調(diào)和60 90s，取出后于 37°C恒溫、相對濕度為100%的條件下固化。所得復(fù)合骨水泥的固化時(shí)間為15min，骨水泥水化7天后完全轉(zhuǎn)變成羥基磷灰石，其抗壓強(qiáng)度為03.6+lJ)MPa，孔隙率為51%。其XRD 衍射圖如圖1所示，衍射峰的半高寬小，峰形尖銳，表明水化后的骨水泥結(jié)晶習(xí)性良好，具有較高的結(jié)晶度。實(shí)施例2步驟一摻Sr鈣磷生物玻璃的制備除了生物玻璃中四水硝酸鈣與硝酸鍶的摩爾百分比不同之外，其他操作與實(shí)施例1中的步驟一相同。以四水硝酸鈣、五氧化二磷、硝酸鍶、硝酸鈉為原料，按摩爾比稱取相應(yīng)物質(zhì)，使得原料中各物質(zhì)對應(yīng)的氧化物按照CaO P2O5 SrO Nii2O的摩爾百分比 44 40 9 7制備鈣磷生物玻璃。將8. 517g P2O5溶于40ml無水乙醇，加入過程中控制溫度不超過38. 0°C，攪拌直至溶液變?yōu)槌吻逋该鞯牧谆败|體溶液，將此溶液靜置24h后備用。分別稱取 2. 857gSr (NO3)2，15. 586g Ca(NO3)2 ·4Η20，1. 785gNaN03，按此順序依次溶于 45ml蒸餾水中，配置成透明澄清溶液。將所得溶液逐滴加入上述磷基前軀體溶液中，獲得均勻的溶膠，再將氨水逐滴加入溶膠中，調(diào)節(jié)PH至8 9，靜置24h后形成均勻穩(wěn)定的凝膠。 將此凝膠至于60°C下烘干，碾碎，在馬弗爐內(nèi)緩慢升溫至300°C，保溫4h，再升至500°C，保溫2h，形成鈣磷生物玻璃。 步驟二和步驟三與實(shí)施例1相同。所得復(fù)合骨水泥的固化時(shí)間為16min，骨水泥水化7天后完全轉(zhuǎn)變成羥基磷灰石， 其抗壓強(qiáng)度為(38. 5+1. 4)MPa，孔隙率為52%。骨水泥的抗壓強(qiáng)度與生物玻璃的添加量以及玻璃中Sr含量的關(guān)系如圖4所示，當(dāng)骨水泥中玻璃添加量為7wt%，且玻璃中Sr含量為 9mol%時(shí)，骨水泥在獲得較理想的多孔結(jié)構(gòu)的同時(shí)抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大值38. 5MPa。實(shí)施例3步驟一摻Sr鈣磷生物玻璃的制備除了生物玻璃中四水硝酸鈣與硝酸鍶的摩爾百分比不同之外，其他操作與實(shí)施例1中的步驟一相同。以四水硝酸鈣、五氧化二磷、硝酸鍶、硝酸鈉為原料，按摩爾比稱取相應(yīng)物質(zhì)，使得原料中各物質(zhì)對應(yīng)的氧化物按照CaO P2O5 SrO 妝20的摩爾百分比為 42 40 11 7制備鈣磷生物玻璃。將8. 517gP205溶于40ml無水乙醇，加入過程中控制溫度不超過38. 0°C，攪拌直至溶液變?yōu)槌吻逋该鞯牧谆败|體溶液，將此溶液靜置24h后備用。分別稱取 3. 492g Sr (NO3)2，15. 586g Ca(NO3)2 · 4H20,1. 785gNaN03，按此順序依次溶于45ml蒸餾水中，配置成無色透明澄清溶液。將此溶液逐滴加入上述P2O5乙醇溶液中，直至得到一個(gè)無色澄清均勻的溶膠。向上述所得溶膠逐滴滴入氨水，調(diào)節(jié)PH至8 9，所得白色均勻溶膠靜置24h后形成均勻穩(wěn)定的凝膠。將此凝膠至于60°C下烘干，所得干凝膠粉在馬弗爐內(nèi)緩慢升溫至300°C，保溫4h，再升至480°C，保溫3h，形成鈣磷生物玻璃。步驟二和步驟三與實(shí)施例一相同所得復(fù)合骨水泥的固化時(shí)間為16min，骨水泥水化7天后完全轉(zhuǎn)變成羥基磷灰石， 其顯微結(jié)構(gòu)如圖2所示。由于生物玻璃的降解獲得較理想的多孔結(jié)構(gòu)，微孔尺寸介于0. 5 lum，交聯(lián)的微孔明顯增多，其孔隙率為52% ；水化產(chǎn)物棒狀顆粒的相互交聯(lián)使得骨水泥在獲得較理想的多孔結(jié)構(gòu)的同時(shí)其抗壓強(qiáng)度仍然維持在較高的水平，為(31. 5+1. 6)MPa，在臨床手術(shù)方面具有很好的前景。實(shí)施例4按照實(shí)施例2以四水硝酸鈣、五氧化二磷、硝酸鍶、硝酸鈉為原料，按摩爾比稱取相應(yīng)物質(zhì)，使得原料中各物質(zhì)對應(yīng)的氧化物按照CaO P2O5 SrO 妝20的摩爾百分比為 44 40 9 7制備鈣磷生物玻璃。步驟一和步驟二的其他具體操作與實(shí)施例二相同。步驟三摻Sr生物鈣磷玻璃α -磷酸三鈣復(fù)合生物多孔骨水泥的制備除了骨水泥中加入生物玻璃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同之外，其他操作與實(shí)施例2中的步驟三相同。將步驟一所制得的生物玻璃按步驟二制得的α-磷酸三鈣骨水泥質(zhì)量的摻加到骨水泥中，均勻混合，按照調(diào)和液與骨水泥粉末的比率為0. 4ml/g進(jìn)行調(diào)制，調(diào)和液為 0. 8wt%的Na2HPO4溶液，調(diào)和均勻后將漿體注入鋼模中，在室溫下調(diào)和60 90s，取出后于 37°C恒溫、相對濕度為100%的條件下固化。所得復(fù)合骨水泥的固化時(shí)間為llmin，骨水泥水化7天后完全轉(zhuǎn)變成羥基磷灰石，由于加入的生物玻璃量僅為骨水泥質(zhì)量的1%，未能實(shí)現(xiàn)骨水泥的高孔隙率，所得骨水泥的孔隙率僅為39%，與其他的摻Sr骨水泥相比空隙率基本一致；而其抗壓強(qiáng)度為2+1. :3)MPa，仍滿足人體骨組織修復(fù)的強(qiáng)度要求。實(shí)施例5按照實(shí)施例2以四水硝酸鈣、五氧化二磷、硝酸鍶、硝酸鈉為原料，按摩爾比稱取相應(yīng)物質(zhì)，使得原料中各物質(zhì)對應(yīng)的氧化物按照CaO P2O5 SrO Nii2O的摩爾百分比 44 40 9 7制備鈣磷生物玻璃。步驟一和步驟二的其他具體操作與實(shí)施例二相同。步驟三摻Sr生物鈣磷玻璃α -磷酸三鈣復(fù)合生物多孔骨水泥的制備除了骨水泥中加入生物玻璃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同之外，其他操作與實(shí)施例2中的步驟三相同。將步驟一所制得的生物玻璃按步驟二制得的α-磷酸三鈣骨水泥質(zhì)量的10%摻加到骨水泥中，按照調(diào)和液與骨水泥粉末的比率為0. 4ml/g進(jìn)行調(diào)制，調(diào)和液為0. 8wt%的 Na2HPO4溶液，調(diào)和均勻后將漿體注入鋼模中，在室溫下調(diào)和60 90s，取出后于37°C恒溫、 相對濕度為100%的條件下固化。所得復(fù)合骨水泥的固化時(shí)間為22min，骨水泥水化7天后完全轉(zhuǎn)變成羥基磷灰石。其顯微結(jié)構(gòu)如圖3所示，由于生物玻璃的降解獲得了理想的多孔結(jié)構(gòu)，微孔尺寸介于1 4um，微孔分布均勻且相互貫通，其孔隙率為57%。由于玻璃加入量增加，骨水泥抗壓強(qiáng)度略有下降，但仍滿足臨床手術(shù)要求，為8+1. 7)MPa0
權(quán)利要求
1.一種摻Sr鈣磷生物玻璃復(fù)合α-磷酸三鈣生物多孔骨水泥，其特征是骨水泥的孔隙率為39% 57%，微孔尺寸介于0. 5 4um ；抗壓強(qiáng)度為23. 6 38. 5Mpa。
2.—種摻Sr鈣磷生物玻璃復(fù)合α-磷酸三鈣生物多孔骨水泥的制備方法，其特征是步驟如下1)摻Sr鈣磷生物玻璃的制備以四水硝酸鈣、五氧化二磷、硝酸鍶、硝酸鈉為原料，其中原料中各物質(zhì)對應(yīng)的氧化物 CaO P2O5 SrO Nei2O 的摩爾百分比為(50 42) 40 (3 11) 7;稱取 P2O5，力口入無水乙醇中，加入過程中控制溫度不超過38. 0°C，攪拌直至溶液變?yōu)槌吻逋该魅芤?，制得磷基前軀體溶液，靜置24h后備用；稱取四水硝酸鈣、硝酸鍶、硝酸鈉依次加入到去離子水中，混合攪拌，配制成濃度為0. 3 0. 9mol/L的Ca2+、Sr2+、Na+離子組分的透明溶液；然后將含Ca2+、Sr2+和Na+的透明溶液逐滴加入到磷基前軀體溶液中，均勻攪拌，得到均勻溶膠； 向溶膠中逐滴滴入氨水，調(diào)節(jié)pH至8 9，得到白色均勻溶膠，靜置24h后形成均勻穩(wěn)定的凝膠；將此凝膠至于60°C下烘干，碾碎后在馬弗爐內(nèi)緩慢升溫至300°C，保溫2 5h，再升至450°C 550°C，保溫1 3h，形成鈣磷生物玻璃；2)α -磷酸三鈣復(fù)合生物骨水泥的制備選取α -磷酸鈣骨水泥的組成為α -磷酸三鈣、Ca (H2PO4)2 -H2OXaCO3和羥基磷灰石， 其中各組分的質(zhì)量比為 α -TCP Ca(H2PO4)2 ‘ H2O CaCO3 HAp 為 86 5 5 4。3)摻Sr鈣磷生物玻璃復(fù)合α-磷酸三鈣生物多孔骨水泥的制備將步驟一所制得的生物玻璃按步驟二制得的α-磷酸三鈣骨水泥質(zhì)量的 10% 摻加骨水泥中，按照調(diào)和液與骨水泥粉末的比率為0. 4ml/g進(jìn)行調(diào)制，調(diào)和液為0. 8wt%的 Na2HPO4溶液，調(diào)和均勻后將漿體注入鋼模中，在室溫下調(diào)和60 90s，取出后于37°C恒溫、 相對濕度為100%的條件下固化，得到復(fù)合骨水泥。
全文摘要
本發(fā)明涉及摻Sr鈣磷生物玻璃復(fù)合α-磷酸三鈣生物多孔骨水泥及制備方法，骨水泥的孔隙率為39％～57％，微孔尺寸介于0.5～4um；抗壓強(qiáng)度為23.6～38.5Mpa。本發(fā)明將摻鍶的鈣磷生物玻璃與α-磷酸三鈣進(jìn)行復(fù)合，形成了多孔結(jié)構(gòu)的骨水泥。既能通過摻Sr鈣磷玻璃的快速溶解，調(diào)節(jié)骨水泥的固化時(shí)間和微觀結(jié)構(gòu)，形成孔隙率較高的多孔結(jié)構(gòu)，又能改善水化產(chǎn)物羥基磷灰石的降解性能；另外，通過可降解的鈣磷玻璃引入的Sr離子，提高了骨水泥的抗壓強(qiáng)度，從而較好地實(shí)現(xiàn)了骨水泥高強(qiáng)度與優(yōu)良降解性的特性。
文檔編號C04B38/00GK102249728SQ20111012640
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者汪乾, 竇瑛, 翟羽佳, 蔡舒 申請人:天津大學(xué)