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一種羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷及其制備方法

文檔序號:8482597閱讀:302來源:國知局
一種羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于生物材料領域,特別涉及一種羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷及該生物陶瓷的制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著材料科技的發(fā)展,生物材料因其對機體組織進行修復、替代與再生的特殊性能,已經成為當今生物醫(yī)學領域重要的研宄方向之一。生物硬組織代用材料最早是使用體骨、動物骨,后來發(fā)展到采用不銹鋼和塑料,由于不銹鋼存在溶析、腐蝕和疲勞問題,塑料存在穩(wěn)定性差和強度低的問題。因此造成生物材料發(fā)展的瓶頸,生物陶瓷的出現,改善了現有替代材料的不足,因其諸多優(yōu)勢,因此,生物陶瓷具有了廣闊的發(fā)展前景。
[0003]磷酸鈣陶瓷(CPC)是生物活性陶瓷材料中的重要種類,目前研宄和應用最多的是羥基磷灰石(HA)和磷酸三鈣(TCP)。磷酸鈣陶瓷含有CaO和P2O5兩種成份,是構成人體硬組織的重要無機物質,植入人體后,其表面同人體組織可通過鍵的結合,達到完全親和。其中,HA在組成和結構上與人骨和牙齒非常相似,HA能使骨細胞附著在其表面,隨著新骨的生長,這個連接地帶逐漸萎縮,并且HA通過晶體外層成為骨的一部分,新骨可以從HA植入體與原骨結合處沿著植入體表面或內部貫通性孔隙攀附生長。HA生物活性陶瓷是典型生物活性陶瓷,植入體內后能與組織在界面上形成化學鍵性結合,具有較高的力學性能,在人體生理環(huán)境中可溶解性較低。
[0004]目前,人們對鈦酸鈉的研宄相對較少,鈦酸鈉也是具備一定生物活性的物質之一,其在陶瓷領域已經有所發(fā)展,已有研宄表明,鈦酸鈉對羥基磷灰石的生物活性具有促進作用。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明解決的技術問題:針對上述不足,克服現有技術的缺陷,本發(fā)明的目的是提供一種羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷及其制備方法。
[0006]本發(fā)明的技術方案:一種羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷,由以下質量份數的各個組分制備而成:
羥基磷灰石30-50份、鈦酸鈉20-40份、納米氧化鈦5-10份、氧化鋯3_7份、氮化硼2_6份、氧化鋁5-10份和納米氧化鋅2-5份。
[0007]作為優(yōu)選,各個組分的質量份數為:羥基磷灰石35-45份、鈦酸鈉25-36份、納米氧化鈦6-9份、氧化錯4-6份、氮化硼3-5份、氧化鋁6-8份和納米氧化鋅3_4份。
[0008]作為優(yōu)選,各個組分的質量份數為:羥基磷灰石42份、鈦酸鈉34份、納米氧化鈦8份、氧化鋯5份、氮化硼4份、氧化鋁7份和納米氧化鋅3份。
[0009]一種羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷的制備方法,制備步驟如下:
(1)稱量:準確稱取各個組分;
(2)球磨:將各個組分混合在一起,放入球磨機進行研磨混合; (3)冷壓成型:將混合粉體進行冷壓成型;
(4)將成型后的粉體放入模具中,進行高溫煅燒,溫度為1000°C_1400°C,壓力300-800MPa,時間 3-10h ;
(5)煅燒之后,待冷卻取出,即得到塊狀羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷。
[0010]作為優(yōu)選,步驟(4)中煅燒的溫度為1150°C。
[0011]作為優(yōu)選,步驟(4)中煅燒的壓力為600MPa。
[0012]有益效果:本發(fā)明提供的羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷,是利用鈦酸鈉對羥基磷灰石生物活性的促進作用,進一步提高羥基磷灰石的生物性能。鈦酸鈉和羥基磷灰石經高溫煅燒之后,鈦酸鈉形態(tài)發(fā)生變化,在鈦酸鈉層之中含有鈣離子,含有鈣離子的鈦酸鈉層對羥基磷灰石的沉積具有更高的誘惑力,在人體內更加促進羥基磷灰石的形成。
[0013]因此,本發(fā)明提供的羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷具有較好的生物活性,是一種理想的骨骼修復替代材料。
【具體實施方式】
[0014]為了進一步理解本發(fā)明,下面結合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行描述,但是應當理解,這些描述只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點,而不是對本發(fā)明權利要求的限制。
[0015]實施例1:
一種羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷,包括以下質量份數的各個組分:
羥基磷灰石50份、鈦酸鈉40份、納米氧化鈦10份、氧化鋯7份、氮化硼6份、氧化鋁10份和納米氧化鋅5份。
[0016]根據本發(fā)明提供的制備方法制備羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷,步驟如下:
(1)稱量:準確稱取各個組分;
(2)球磨:將各個組分混合在一起,放入球磨機進行研磨混合;
(3)冷壓成型:將混合粉體采用60T壓機進行壓制;
(4)將成型后的粉體放入模具中,進行高溫煅燒,溫度為1300°C,壓力700MPa,時間4h;
(5)煅燒之后,待冷卻取出,即得到塊狀羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷。
[0017]對得到的塊狀羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷進行檢測,檢測生物陶瓷的性能:硬度840HV ;壓縮強度IlOOMPa ;抗彎強度420MPa ;韌性16MPa.m1/2。
[0018]實施例2:
一種羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷,包括以下質量份數的各個組分:
羥基磷灰石30份、鈦酸鈉20份、納米氧化鈦5份、氧化鋯3份、氮化硼2份、氧化鋁5份和納米氧化鋅2份。
[0019]根據本發(fā)明提供的制備方法制備羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷,步驟如下:
(1)稱量:準確稱取各個組分;
(2)球磨:將各個組分混合在一起,放入球磨機進行研磨混合;
(3)冷壓成型:將混合粉體采用60T壓機進行壓制;
(4)將成型后的粉體放入模具中,進行高溫煅燒,溫度為1300°C,壓力700MPa,時間7h;
(5)煅燒之后,待冷卻取出,即得到塊狀羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷。
[0020]對得到的塊狀羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷進行檢測,檢測生物陶瓷的性能:硬度81OHV ;壓縮強度1060MPa ;抗彎強度400MPa ;韌性14MPa.m1/2。
[0021]實施例3:
一種羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷,包括以下質量份數的各個組分:
羥基磷灰石35份、鈦酸鈉25份、納米氧化鈦6份、氧化鋯4份、氮化硼3份、氧化鋁6份和納米氧化鋅3份。
[0022]根據本發(fā)明提供的制備方法制備羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷,步驟如下:
(1)稱量:準確稱取各個組分;
(2)球磨:將各個組分混合在一起,放入球磨機進行研磨混合;
(3)冷壓成型:將混合粉體采用60T壓機進行壓制;
(4)將成型后的粉體放入模具中,進行高溫煅燒,溫度為1150°C,壓力600MPa,時間6h;
(5)煅燒之后,待冷卻取出,即得到塊狀羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷。
[0023]對得到的塊狀羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷進行檢測,檢測生物陶瓷的性能:硬度81OHV ;壓縮強度1060MPa ;抗彎強度400MPa ;韌性14MPa.m1/2。
[0024]實施例4:
一種羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷,包括以下質量份數的各個組分:
羥基磷灰石45份、鈦酸鈉36份、納米氧化鈦9份、氧化鋯6份、氮化硼5份、氧化鋁8份和納米氧化鋅4份。
[0025]根據本發(fā)明提供的制備方法制備羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷,步驟如下:
(1)稱量:準確稱取各個組分;
(2)球磨:將各個組分混合在一起,放入球磨機進行研磨混合;
(3)冷壓成型:將混合粉體采用60T壓機進行壓制;
(4)將成型后的粉體放入模具中,進行高溫煅燒,溫度為1150°C,壓力600MPa,時間6h;
(5)煅燒之后,待冷卻取出,即得到塊狀羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷。
[0026]對得到的塊狀羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷進行檢測,檢測生物陶瓷的性能:硬度820HV ;壓縮強度1080MPa ;抗彎強度410MPa ;韌性16MPa.m1/2。
[0027]實施例5:
一種羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷,包括以下質量份數的各個組分:
羥基磷灰石42份、鈦酸鈉34份、納米氧化鈦8份、氧化鋯5份、氮化硼4份、氧化鋁7份和納米氧化鋅3份。
[0028]根據本發(fā)明提供的制備方法制備羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷,步驟如下:
(1)稱量:準確稱取各個組分;
(2)球磨:將各個組分混合在一起,放入球磨機進行研磨混合;
(3)冷壓成型:將混合粉體采用60T壓機進行壓制;
(4)將成型后的粉體放入模具中,進行高溫煅燒,溫度為1150°C,壓力600MPa,時間5h;
(5)煅燒之后,待冷卻取出,即得到塊狀羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷。
[0029]對得到的塊狀羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷進行檢測,檢測生物陶瓷的性能:硬度820HV ;壓縮強度1080MPa ;抗彎強度420MPa ;韌性16MPa.m1/2。
[0030]對所公開的實施例的上述說明,使本領域專業(yè)技術人員能夠實現或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的,本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下,在其它實施例中實現。因此,本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例,而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權項】
1.一種羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷,其特征在于,由以下質量份數的各個組分制備而成: 羥基磷灰石30-50份、鈦酸鈉20-40份、納米氧化鈦5-10份、氧化鋯3_7份、氮化硼2_6份、氧化鋁5-10份和納米氧化鋅2-5份。
2.根據權利要求1所述的羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷,其特征在于:各個組分的質量份數為:羥基磷灰石35-45份、鈦酸鈉25-36份、納米氧化鈦6_9份、氧化鋯4_6份、氮化硼3-5份、氧化鋁6-8份和納米氧化鋅3-4份。
3.根據權利要求2所述的羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷,其特征在于:各個組分的質量份數為:羥基磷灰石42份、鈦酸鈉34份、納米氧化鈦8份、氧化鋯5份、氮化硼4份、氧化鋁7份和納米氧化鋅3份。
4.一種根據權利要求1所述的羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷的制備方法,其特征在于,制備步驟如下: (1)稱量:準確稱取各個組分; (2)球磨:將各個組分混合在一起,放入球磨機進行研磨混合; (3)冷壓成型:將混合粉體進行冷壓成型; (4)將成型后的粉體放入模具中,進行高溫煅燒,溫度為1000°C_1400°C,壓力300-800MPa,時間 3-10h ; (5)煅燒之后,待冷卻取出,即得到塊狀羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷。
5.根據權利要求4所述的羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷的制備方法,其特征在于:步驟(4)中煅燒的溫度為1150°C。
6.根據權利要求4所述的羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷的制備方法,其特征在于:步驟(4)中煅燒的壓力為600MPa。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷及其制備方法,涉及生物材料領域,由以下質量份數的各個組分制備而成:羥基磷灰石30-50份、鈦酸鈉20-40份、納米氧化鈦5-10份、氧化鋯3-7份、氮化硼2-6份、氧化鋁5-10份和納米氧化鋅2-5份。一種羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷的制備方法,制備步驟如下:(1)稱量;(2)球磨;(3)冷壓成型;(4)高溫煅燒;(5)冷卻。本發(fā)明提供的羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷,是利用鈦酸鈉對羥基磷灰石生物活性的促進作用,進一步提高羥基磷灰石的生物性能。因此,本發(fā)明提供的羥基磷灰石/鈦酸鈉復合生物陶瓷具有較好的生物活性,是一種理想的骨骼修復替代材料。
【IPC分類】C04B35-622, C04B35-447, A61L27-12, A61L27-54, A61L27-02
【公開號】CN104803673
【申請?zhí)枴緾N201510146843
【發(fā)明人】潘林根, 劉樂峰, 郭玉芹
【申請人】蘇州維泰生物技術有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年3月31日
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