[發明專利]一種鋅黃長石/硅酸鈣復合生物陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201711083983.X
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107746268B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 馬杰;王長征;黃寶旭;趙性川
• 申請（專利權）人: 聊城大學
• 主分類號: C04B35/22
• 分類號: C04B35/22;C04B35/626
• 代理公司: 北京勁創知識產權代理事務所(普通合伙) 11589
• 代理人: 張鐵蘭

本發明公開了一種鋅黃長石/硅酸鈣復合生物陶瓷材料及其制備方法，該復合生物陶瓷材料組分為Ca₂ZnSi₂O₇–CaSiO₃可控降解鋅黃長石/硅酸鈣復合生物陶瓷材料；本發明利用沉淀法與溶膠凝膠法分別制備均一性硅酸鈣與鋅黃長石粉體，粉體均勻混合后冷等靜壓成型，再利用馬弗爐燒結，獲得鋅黃長石/硅酸鈣復合生物陶瓷材料；通過調節混合粉料中鋅黃長石的含量及燒結溫度與時間，在保證復合材料生物活性的前提下，實現復合陶瓷材料降解速率的可控、可調，適應不同年齡階段的病人和不同修復部位骨組織生長速度的需求；本發明制備工藝簡單、快捷，操作簡便、可控，易于推廣應用。

技術領域

本發明涉及生物材料領域，具體為一種鋅黃長石/硅酸鈣復合生物陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

生物陶瓷材料具有特定的生物或生理功能，作為生物硬組織替代材料廣泛的應用于骨科、整形外科、牙科、口腔外科等領域。隨著生命科學和材料科學的不斷發展，對生物材料的要求也不斷提高，其不僅應具有良好的生物活性及生物相容性，還應具備適宜的降解性，降解過程中可誘導組織再生，促進人體自身修復。同時值得注意的是，不同年齡階段的患者以及不同修復部位骨組織生長速度不同，對植入體材料活性及降解速度的要求也不盡相同。理想的骨修復材料應當具有良好的生物相容性和生物活性，降解速度應與植入對象、植入部位新生骨組織的生長速度相匹配。

硅酸鈣陶瓷(CaSiO₃)具有良好的生物活性,在生物材料領域的應用備受關注。已有研究結果表明，硅酸鈣陶瓷植入生物體后能夠與相鄰硬骨組織形成良好鍵合，表現出良好的骨誘導性。然而，硅酸鈣陶瓷降解速率高，易使其機械強度下降；另一方面，材料溶解效應易造成材料周圍液體介質pH值顯著增加，而高pH值環境不利于細胞的生產與存活。如何綜合調控硅酸鈣生物陶瓷的生物活性和降解性，使其適用于各種不同生理條件和種植部位成為該類材料研究和臨床應用的一個關鍵問題。鋅黃長石(Ca₂ZnSi₂O₇)兼備良好的生物活性及力學性能。同時生物降解實驗也表明，鋅黃長石降解速度明顯低于硅灰石，且降解過程溶解析出鋅離子。鋅(Zn)是人體內的一種重要的微量元素，在新陳代謝過程中起著重要作用，將刺激骨組織的形成與礦化。此外，鋅在人體免疫系統中起著重要的作用，被認為是一種有效的抗菌劑。

因此，以鋅黃長石為添加相與硅灰石混合，對硅灰石進行改性，制備出硅酸鈣/鋅黃長石復合生物陶瓷，得到生物活性、降解速度可控、可調的復合生物陶瓷材料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋅黃長石/硅酸鈣復合生物陶瓷材料及其制備方法；制備出的鋅黃長石/硅酸鈣復合生物陶瓷材料，生物活性及相容性優良，且降解速率可控、可調。

為實現上述目的本發明采用以下技術方案：一種復合生物陶瓷材料，該復合生物陶瓷材料組分為Ca₂ZnSi₂O₇–CaSiO₃，是一種可控降解鋅黃長石/硅酸鈣復合生物陶瓷材料。

上述復合生物陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1)，制備硅酸鈣、鋅黃長石粉體材料；

步驟2)，將步驟1)制備得到的粉體按一定質量比例混料、壓塊獲得坯料，放入馬弗爐煅燒、保溫，燒結完畢，隨爐冷卻，得到鋅黃長石/硅酸鈣復合生物陶瓷材料。

作為本案發明進一步方案，步驟1)利用沉淀法和溶膠凝膠法分別精確制備均一性硅酸鈣和鋅黃長石材料，經球磨、篩分后得到粉體。