[發明專利]一種稀土摻雜生物活性玻璃陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 201510635237.1
• 申請日: 2015-09-30
• 公開（公告）號: CN105217960B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 金仲恩;全春蘭;張帆
• 申請（專利權）人: 徐巖軍
• 主分類號: C03C10/14
• 分類號: C03C10/14
• 代理公司: 臺州藍天知識產權代理有限公司33229
• 代理人: 蔣圳

技術領域

本發明屬于生物材料領域，特別涉及一種稀土摻雜生物活性玻璃陶瓷及該生物陶瓷的制備方法。

背景技術

生物陶瓷材料作為生物醫學材料始于18世紀初，發展至今，已經有多種生物陶瓷材料可應用到生物醫學領域。

生物玻璃陶瓷的成分比普通窗玻璃含有較多鈣和磷，能與骨自然牢固地發生化學結合。生物玻璃陶瓷具有區別于其他生物材料的獨特屬性，能在植入部位迅速發生一系列表面反應，最終導致含碳酸鹽基磷灰石層的形成。生物玻璃陶瓷的生物相容性好，材料植入體內，無排斥、炎性及組織壞死等反應，能與骨形成骨性結合；與骨結合強度大，界面結合能力好，并且成骨較快。目前此種材料已用于修復耳小骨，對恢復聽力具有良好效果。但由于強度低，只能用于人體受力不大的部位。

稀土元素在醫用材料中的應用已經具備一定規模，在很多生物學材料中都有使用。稀土作為生物玻璃陶瓷的應用還僅僅局限作為催化劑，量少，達到的效果也較為有限，對于生物活性陶瓷的促進和改善作用不及其在其他無機材料中的應用。

發明內容

本發明解決的技術問題：針對上述不足，克服現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種稀土摻雜生物活性玻璃陶瓷及其制備方法。

本發明的技術方案：一種稀土摻雜生物活性玻璃陶瓷，由以下質量份數的各個組分制備而成：

納米二氧化硅15.0-35.0份、納米氧化鈣22.0-30.0份、磷酸鈣15.5-25.5份、納米氧化鋅1.5-3.0份、磷酸釔1.0-2.5份、鈰硅石粉1.0-2.5份、三氯化釤1.0-2.0份和納米氧化鈦2.0-2.9份。

作為優選，所述生物陶瓷由以下質量份數的各個組分制備而成：納米二氧化硅22.0-31.0份、納米氧化鈣24.0-28.0份、磷酸鈣19.0-22.0份、納米氧化鋅2.1-2.8份、磷酸釔1.5-2.2份、鈰硅石粉1.5-2.2份、三氯化釤1.2-1.8份和納米氧化鈦2.2-2.7份。

作為優選，所述生物陶瓷由以下質量份數的各個組分制備而成：納米二氧化硅26.0份、納米氧化鈣25.0份、磷酸鈣21.0份、納米氧化鋅2.4份、磷酸釔1.8份、鈰硅石粉1.9份、三氯化釤1.5份和納米氧化鈦2.5份。

一種稀土摻雜生物活性玻璃陶瓷的制備方法，制備步驟如下：

（1）備料：準確稱取各個組分；

（2）制備預混料：將各個組分混合在一起，放入研磨機中進行研磨，得到預混料；

（3）高溫煅燒：將步驟（2）制備的預混料放入模具中，進行高溫煅燒，溫度為1250℃-1500℃，壓力650-800MPa，時間5-10h；

（4）冷卻：冷卻至室溫取出，即得到塊狀稀土摻雜生物活性玻璃陶瓷。

作為優選，步驟（3）中高溫煅燒的溫度為1380℃。

作為優選，步驟（3）中高溫煅燒的壓力為750MPa。

有益效果：本發明提供的稀土摻雜生物活性玻璃陶瓷，是以生物活性陶瓷為基礎，加入多種稀土元素，一方面可改進生物活性陶瓷材料的性能，另一方方面，利用稀土元素對人體的多種促進作用，進一步提供生物相容性。本發明提供的稀土摻雜生物活性玻璃陶瓷中，稀土元素主要以稀土礦石粉的形式加入，磷酸釔、鈰硅石粉本身的組分就與生物陶瓷的組分相似，因此，采用礦石粉的形式材料更為穩定，性能也較佳，各種元素的比例適中。而且，利用稀土元素中釔、釤最具有可塑性的特點，對整體材料的提升會意想不到的結果。

因此，本發明提供的稀土摻雜生物活性玻璃陶瓷，具有非常理想的生物相容性，稀土元素摻雜進一步提高了生物活性玻璃陶瓷對人體的積極作用；而且，改善了生物活性玻璃陶瓷的機械性能，使其具備一定的機械強度，可適用于人體一般受力的部位，具有較好的使用前景。

具體實施方式

為了進一步理解本發明，下面結合實施例對本發明優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明的特征和優點，而不是對本發明權利要求的限制。

實施例 1：

一種稀土摻雜生物活性玻璃陶瓷，由以下質量份數的各個組分制備而成：

納米二氧化硅15.0份、納米氧化鈣22.0份、磷酸鈣15.5份、納米氧化鋅1.5份、磷酸釔1.0份、鈰硅石粉1.0份、三氯化釤1.0份和納米氧化鈦2.0份。

一種稀土摻雜生物活性玻璃陶瓷的制備方法，制備步驟如下：

（1）備料：準確稱取各個組分；

（2）制備預混料：將各個組分混合在一起，放入研磨機中進行研磨，得到預混料；