[發(fā)明專利]一種網狀鈦酸鈉生物陶瓷及其制備方法

有效

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• 申請日: 2014-07-14
• 公開（公告）號: CN104086171A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設計）人: 華振;沈一楠;郝霄鵬
• 申請（專利權）人: 華振
• 主分類號: C04B35/462
• 分類號: C04B35/462;C04B35/63;C04B35/622
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所 37224
• 代理人: 王書剛

技術領域

本發(fā)明涉及一種網狀鈦酸鈉生物陶瓷及其制備方法，該生物陶瓷可作為植入生物體和硬組織修復的材料，屬于生物陶瓷技術領域。

背景技術

生物材料，包括生物玻璃、生物陶瓷、生物復合材料、生物涂層等，是一類可對肌膚組織經行修復、替代與再生，具有特殊功能的材料。由于其具有較高的生物活性、生物相容性和化學穩(wěn)定性，近年來的研究十分活躍。目前，越來越多的生物陶瓷被用于人體組織的置換。骨修復一直受材料學所困擾，主要涉及材料的堅固性以及其生物的相容性。生物陶瓷是一類性能優(yōu)良的生物材料，它具有良好的生物活性和生物相容性。通過體液的循環(huán)，在生物陶瓷、軟組織和骨之間存在著密切的離子交換，這種離子交換導致了礦化作用，最終形成羥基碳酸鹽磷灰石層，它與正常骨組織的礦物質形態(tài)一樣，能夠誘導骨修復與再生。

隨著骨組織工程和骨再生修復技術的發(fā)展，人們研究的重點之一是尋求能夠用于體外細胞培養(yǎng)與引導新骨再生的三維多孔支架材料。生物活性陶瓷作為第三代生物材料的典型代表，其中一個具有前景的應用方向就是制備成三維多孔組織工程支架。骨組織工程支架必須為骨細胞的貼附和增殖提供生存空間，以及為細胞獲取營養(yǎng)和進行新陳代謝提供通道。因此多孔支架的材料組成結構、力學性能、生物活性及降解性都會影響到骨組織的構建。

目前常用的生物陶瓷材料為羥基磷灰石、硅灰石、氧化鋯以及氧化鋁等，但對鈦酸鈉的生物活性研究的較少。制備多孔陶瓷的常用的方法為為加入有機或無機造孔劑，制備的孔多位閉口氣孔，不利于骨細胞的貼附和增殖。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對現(xiàn)有生物陶瓷材料及其制備技術存在的不足，提供一種氣孔率高、氣孔連通、抗折強度高、生物活性優(yōu)良的網狀鈦酸鈉生物陶瓷，同時提供一種該生物陶瓷的制備方法。

本發(fā)明的網狀鈦酸鈉生物陶瓷，由鈦酸鈉和生物玻璃組成，其中生物玻璃所占的質量百分比為5-30％。

上述網狀鈦酸鈉生物陶瓷的制備方法，包括以下步驟：

(1)將P-25型TiO₂粉末按5g/L-15g/L的比例溶解到濃度為5mol/L-15mol/L的NaOH溶液中，超聲波振蕩清洗10分鐘-30分鐘后裝入反應釜，在120-200℃條件下加熱24小時-72小時，冷卻至室溫后用去離子水洗滌至PH值為7，80-140℃下干燥6小時-24小時，制得鈦酸鈉納米帶；

(2)按重量百分比7％：43.4％：3.7％：3.2％：35％：7.7％的比例分別取SiO₂、B₂O₃、P₂O₅、Al₂O₃、CaO和Na₂O，將各組分混合均勻，配制成玻璃混合料；將上述玻璃混合料在坩堝中加熱到1150℃保溫2小時，然后水淬獲得生物玻璃顆粒，干燥后，進行球磨，選取粒徑小于64μm的顆粒，得到生物玻璃粉末；

(3)將步驟(1)制備的鈦酸鈉納米帶和步驟(2)得到的生物玻璃粉末按質量百分比5：95-30：70的比例在瑪瑙研缽中混合均勻，然后在濕磨介質中球磨，經成型制作坯體，坯體干燥后，以4-10℃/分鐘的升溫速度加熱到800-1300℃燒結60分鐘-120分鐘，制得網狀鈦酸鈉生物陶瓷。

濕磨介質為水、乙醇或丙酮，也可以為其它可以將生物玻璃和鈦酸鈉混合均勻且易揮發(fā)的試劑。

本發(fā)明利用鈦酸鈉納米線和生物玻璃顆粒(<64um)按一定比例在濕磨介質中球磨混合，經抽濾成型、干燥后在高溫下進行燒結獲得網狀生物陶瓷，制備的網狀生物陶瓷具有氣孔率高、氣孔連通、抗折強度高、生物活性優(yōu)良等特點。

附圖說明

圖1是生物玻璃、鈦酸鈉納米帶以及不同溫度下制備的網狀生物陶瓷的XRD圖；

其中：(a)1050℃制備的網狀生物陶瓷，(b)1000℃制備的網狀生物陶瓷，(c)950℃制備的網狀生物陶瓷，(d)900℃制備的網狀生物陶瓷，(e)鈦酸鈉納米帶，(f)生物玻璃。

圖2是生物玻璃含量15％、950℃燒結制備的網狀生物陶瓷的SEM圖。

圖3是在模擬體液中浸泡7天的網狀生物陶瓷SEM圖。

具體實施方式

各實施例中的原料純度為分析級。通過XRD確定物相組成，SEM來觀察結構形貌，用傳統(tǒng)的水浸入法法來表征氣孔率，用抗折儀來表征抗折強度。

實施例1