[發明專利]一種三相CaP-玻璃涂層/多孔Al2O3支架生物復合材料的制備方法

無效

• 申請號: 201010531905.3
• 申請日: 2010-11-02
• 公開（公告）號: CN101991877A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 王莉麗;王秀峰;于成龍;江紅濤
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: A61L27/32
• 分類號: A61L27/32;A61L27/02;C03C12/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 汪人和

技術領域

本發明屬于生物醫用材料制備技術領域，涉及是一種三相CaP-玻璃涂層/多孔Al₂O₃支架生物復合材料的制備方法。

背景技術

羥基磷灰石(hydroxyapatite，HA)，是人體自然骨的主要成分(60～70％)，具有極好的生物活性和骨組織生長的引導性。因此，在骨替代方面引起了人們極大的興趣。臨床試驗表明HA具有直接與骨結合的能力和完全的骨傳導性。然而，較差的機械性能，諸如強度和斷裂韌性，限制了它在硬組織替換方面的應用。

一種涂層-基體系統，例如以ZrO₂，Al₂O₃，Ti及其合金為基體，以HA作為涂層，可以獲得機械性能和生物性能的良好結合。研究表明，在多孔Al₂O₃支架上涂敷HA涂層，可以得到20～30μm厚度的涂層，然而，涂層的形態是微孔的，結合強度小于25MPa。如果涂層和基體之間的結合力很差，就會使得硬組織替換變得很困難，而且，和真正的人骨相比，燒結HA的溶解速率和生物活性都較差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種三相CaP-玻璃涂層/多孔Al₂O₃支架生物復合材料的制備方法，其中，三相CaP-玻璃涂層密實，均勻，緊密地附著在多孔Al₂O₃支架上，涂層與支架之間的結合強度最高可達到50MPa，是純HA涂層結合強度的兩倍以上。

為實現上述目的，本發明還提供了一種三相CaP-玻璃涂層/多孔Al₂O₃支架生物復合材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：三相玻璃的制備：按照組成式為xCaO·(0.55-x)Na₂O·0.45P₂O₅，其中x取0.1～0.5，稱取P₂O₅，NaH₂PO₄和CaCO₃，在1100～1250℃燒結1h進行熔化；

步驟二：將步驟(1)得到的熔融玻璃依次進行淬火、研磨和分篩，得到玻璃粉體；

步驟三：將步驟(2)得到的玻璃粉體和羥基磷灰石混合于乙醇中，球磨24小時，得到混合漿料；

步驟四：采用浸漬法制備多孔Al₂O₃支架，然后在多孔Al₂O₃支架上涂敷步驟(3)得到的混合料漿，從而制得復合涂層；

步驟五：待復合涂層干燥后，將多孔Al₂O₃支架以50℃/min的速率加熱到700℃，再以5℃/min的速率加熱到800℃，保溫2h，隨后以1℃/min的速率冷卻到室溫。

本發明三相CaP-玻璃涂層/多孔Al₂O₃支架生物復合材料的制備方法至少具有以下優點：本發明將HA粉體和生物玻璃粉末混合，制成料漿，然后涂敷在多孔Al₂O₃支架上，在800℃于空氣中熱處理2h。涂層相出現了羥基磷灰石(HA)、磷酸三鈣(TCP)和磷酸氫鈣(DCP)主晶相，形成了三相CaP-玻璃涂層。而這種三相CaP-玻璃涂層密實，均勻，緊密地附著在多孔Al₂O₃支架上，涂層與支架之間的結合強度最高可達到50MPa，是純HA涂層結合強度的兩倍以上。

附圖說明

圖1是在800℃熱處理2小時，CaO含量為30mol％的玻璃不同添加量制得的復合涂層的XRD圖譜。

具體實施方式

本發明三相CaP-玻璃涂層/多孔Al₂O₃支架生物復合材料的制備方法包括以下步驟：

實施例1

(1)三相玻璃的制備：按照組成式為xCaO·(0.55-x)Na₂O·0.45P₂O₅，其中x取0.1，稱取P₂O₅，NaH₂PO₄和CaCO₃，在1100℃燒結1h進行熔化；