[發明專利]含有β-焦磷酸鈣的雙相磷酸鈣陶瓷的制備方法

無效

• 申請號: 201310089749.3
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN103183507A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 張達志;冷士良;李培培;許莉;孫婷婷;阮浩;張雪梅;劉煥
• 申請（專利權）人: 徐州工業職業技術學院
• 主分類號: C04B35/447
• 分類號: C04B35/447;C04B35/622
• 代理公司: 徐州市三聯專利事務所 32220
• 代理人: 周愛芳

技術領域

本發明屬于陶瓷制備領域，具體涉及一種含有β-焦磷酸鈣的雙相磷酸鈣陶瓷的制備方法。

背景技術

雙相磷酸鈣生物陶瓷材料在整型外科領域是一類重要的骨修復材料。該材料由穩定相羥基磷灰石和可降解相β-磷酸三鈣雙相平衡優化得到。類似于人體自然骨結構的多孔型BCP，適宜細胞及骨組織的長入，是一類優異的骨組織工程支架材料。固相反應法制備的雙相磷酸鈣的性能取決于HA與TCP的配比，不容易控制。濕法合成的雙相磷酸鈣與初始配料的Ca/P比、pH值及反應溫度有關，燒結后的HA/β-TCP比例主要取決于未燒結的磷灰石的缺鈣程度，同時燒結溫度對其組成亦有很大影響。而熱液轉移法因為成本較高，且產物組成和性能不容易控制，很少使用。

發明內容

本發明提供一種含有β-焦磷酸鈣的雙相磷酸鈣陶瓷的制備方法。目的是為了解決現有雙相磷酸鈣陶瓷材料的制備方法存在的成分不易控制、力學性能不夠及成本高等問題，

本發明是以如下技術方案實現的：一種含有β-焦磷酸鈣的雙相磷酸鈣陶瓷的制備方法，按照以下步驟進行：

1）濕法工藝制備β-磷酸三鈣原粉，反應體系Ca/P比為1.50；室溫攪拌反應5小時；靜置沉淀，用蒸餾水反復洗滌；于120℃干燥2-12h；

2）化學沉淀法合成納米羥基磷灰石，反應體系Ca/P比為1.67，P的滴加速度5ml/min，pH值保持在10～10.5，反應過程中溫度保持在55℃-75℃，連續攪拌24h，反應結束后，加入聚乙二醇2000作為分散劑，其用量為原料硝酸鈣和磷酸氫二銨總質量的20%，陳化24h，沉淀分別用去離子水和無水乙醇清洗3～4次、置于干燥箱中120℃干燥8h-10h；

3）HA與β-TCP按質量比1:1進行機械復合，以5℃/min升溫速度升溫至600℃-1200℃，并保溫0.5h-2h；即得到含有β-焦磷酸鈣的雙相磷酸鈣陶瓷；

所述的鈣、磷原料為硝酸鈣和磷酸氫二銨。

步驟1）中Ca/P的配制方法是：取Ca(NO₃)₂·4H₂O溶于水中配制0.2mol/L的溶液，取(NH₄)₂HPO₄溶于水溶液中配制0.2mol/L的溶液；然后0.2mol/L的Ca(NO₃)₂·4H₂O溶液滴加到0.2mol/L的(NH₄)₂HPO₄溶液中，體積比為3：2。

步驟2）中Ca/P的配制方法：將Ca(NO₃)₂·4H₂O溶于無水乙醇中配制0.2mol/L的溶液；將(NH₄)₂HPO₄溶于水中配制0.2mol/L的溶液，并調pH=10.5；反應時，兩種溶液的體積比為1.67；是將(NH₄)₂HPO₄溶液滴加到Ca(NO₃)₂無水乙醇溶液中進行；其滴加速度5ml/min。

本發明方法制備含有β-焦磷酸鈣的雙相磷酸鈣陶瓷通過調節羥基磷灰石和β-磷酸三鈣的配比實現對材料成分的控制，聚乙二醇2000作為分散劑，阻止生成的雙相磷酸鈣陶瓷顆粒的聚集長大，且所用的硝酸鈣、磷酸氫二銨均為商品化產品，成本低廉，本發明方法制備β-焦磷酸鈣的雙相磷酸鈣陶瓷的成本低，本發明的制備不需要在高溫高壓下進行，耗能低，且本發明制備方法中成分易控，制備工藝簡單；本發明方法制備過程中雙相磷酸鈣陶瓷在1000℃條件下燒結后，XRD結果表明：樣品中出現了β-焦磷酸鈣，β-焦磷酸鈣陶瓷主要應用于人和動物的骨組織，而且具有良好的生物活性和生物相容性。當β-焦磷酸鈣植入生物體內時，能與骨組織發生骨性結合，不會在兩者界面形成纖維包裹物，并且在界面處的結合強度，隨著植入時間的延長而增加。而且，在雙相磷酸鈣陶瓷中，加入少量的β-焦磷酸鈣，可以改善雙相磷酸鈣陶瓷的力學性能。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明進一步說明。

實施例1：

所用硝酸鈣、磷酸氫二銨均為商品化產品。