[發(fā)明專利]硅磷酸鈣生物材料及其制備方法和用途

有效

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• 申請日: 2010-06-13
• 公開（公告）號: CN102276247A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 寧聰琴;魯文豪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C04B35/447
• 分類號: C04B35/447;C04B35/622;C04B35/626;C04B35/624;A61L27/10;A61K6/033
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及硅磷酸鈣生物材料及其制備方法和用途，特別涉及一種化學(xué)式為Ca₅(PO₄)₂SiO₄的硅磷酸鈣生物材料，屬于生物材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

對于生物材料而言，磷酸鈣鹽由于具有與脊椎動(dòng)物的硬組織，如骨骼、牙齒等相似的礦物成份和結(jié)構(gòu)，這類材料無論以什么形式應(yīng)用，都被證明具有良好的生物相容性，無毒副作用。但是也存在一定的不足，例如羥基磷灰石在體內(nèi)穩(wěn)定性好，不易被降解吸收，且生物活性不高。再如磷酸三鈣陶瓷雖然具有良好的可生物降解吸收性能，但是也存在生物活性不高的問題。

針對這些問題，研究人員以人工合成的磷酸鹽為基礎(chǔ)，采用離子置換法或有機(jī)-無機(jī)材料摻雜、復(fù)合等方法，制備出了硅摻雜或硅取代的磷酸鹽，改進(jìn)了材料的生物學(xué)性能。

硅磷酸鈣(Ca₅(PO₄)₂SiO₄)相陶瓷材料在以往的報(bào)道中，通常用于骨組織的修復(fù)、填充以及齒科修復(fù)，因此研究這種富含Ca、P、Si的生物材料具有一定的意義。

但到目前為止，純相硅磷酸鈣(Ca₅(PO₄)₂SiO₄)陶瓷材料及其制備方法，尤其是純相硅磷酸鈣(Ca₅(PO₄)₂SiO₄)陶瓷材料作為生物材料未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述以往技術(shù)的報(bào)道和本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性發(fā)明創(chuàng)造，本發(fā)明的目的之一在于提出一種硅磷酸鈣生物材料，本發(fā)明的目的之二在于提出一種硅磷酸鈣生物材料的制備方法，以及，本發(fā)明的目的之三在于提出一種硅磷酸鈣材料在生物和醫(yī)用領(lǐng)域的用途。

本發(fā)明的第一目的提出的硅磷酸鈣生物材料，其特征在于化學(xué)式為Ca₅(PO₄)₂SiO₄。

本發(fā)明的第二目的提出的硅磷酸鈣生物材料的制備方法，其第一技術(shù)方案在于，采用可溶性硅源、可溶性磷源和可溶性鈣源為原料，以水為溶劑，按Ca∶P∶Si的摩爾比為5∶2∶1的配比，使用溶膠-凝膠法合成制備得到粉體。

在第一技術(shù)方案中，所述的溶膠-凝膠法合成方法包括下述步驟：

(1)將可溶性硅源、可溶性磷源和可溶性鈣源依次加入水中，攪拌、陳化、干燥；

所述可溶性硅源、可溶性磷源和可溶性鈣源的Ca∶P∶Si的摩爾比為5∶2∶1，所得

所述步驟(1)中優(yōu)選加入1～2摩爾/升的硝酸，所述硝酸的加入量與可溶性硅源的體積比為1∶(6～8)。

所述步驟(1)中在可溶性硅源、可溶性磷源和可溶性鈣源依次加入水中后優(yōu)選加入乙醇，優(yōu)選加入乙醇的量與可溶性硅源的摩爾比為1∶1。

(2)將步驟(1)所得產(chǎn)物研磨成粉體，1380℃～1450℃下煅燒，保溫時(shí)間為2小時(shí)～7小時(shí)。

所述攪拌時(shí)間優(yōu)選為1小時(shí)～10小時(shí)，進(jìn)一步優(yōu)選為2小時(shí)～6小時(shí)。

所述陳化溫度優(yōu)選為30℃～80℃，進(jìn)一步優(yōu)選為50℃～80℃，所述陳化時(shí)間優(yōu)選為24小時(shí)～96小時(shí)，優(yōu)選48小時(shí)～72小時(shí)。

所述干燥溫度優(yōu)選為80℃～200℃，進(jìn)一步優(yōu)選為100℃～200℃，再進(jìn)一步優(yōu)選為100℃～150℃。

本發(fā)明的第二目的提出的硅磷酸鈣生物材料的制備方法，其第二技術(shù)方案在于，采用可溶性硅源、可溶性磷源和可溶性鈣源為原料，以水為溶劑，按Ca∶P∶Si的摩爾比為5∶2∶1的配比，使用溶膠-凝膠法合成制備得到粉體；在粉體中加入粘結(jié)劑后干壓和/或冷等靜壓成型，制成素坯無壓燒結(jié)得到塊體。

在第二技術(shù)方案中，所述的溶膠-凝膠法合成方法包括下述步驟：

(1)將可溶性硅源、可溶性磷源和可溶性鈣源依次加入水中，攪拌、陳化、干燥；

所述可溶性硅源、可溶性磷源和可溶性鈣源的Ca∶P∶Si的摩爾比為5∶2∶1，所得

所述步驟(1)中優(yōu)選加入1～2摩爾/升的硝酸，所述硝酸的加入量與可溶性硅源的體積比為1∶(6～8)。

所述步驟(1)中在可溶性硅源、可溶性磷源和可溶性鈣源依次加入水中后優(yōu)選加入乙醇，優(yōu)選加入乙醇的量與可溶性硅源的摩爾比為1∶1。

(2)將步驟(1)所得產(chǎn)物研磨成粉體，1380℃～1450℃下煅燒，保溫時(shí)間為2小時(shí)～7小時(shí)。