[發(fā)明專利]一種生物陶瓷材料及制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711232216.0
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107986750A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 紀(jì)其維
• 申請（專利權(quán)）人: 明光市泰豐新材料有限公司
• 主分類號: C04B33/13
• 分類號: C04B33/13;C04B33/32;A61L27/50;A61L27/10;A61L27/12;A61L27/54;A61K6/02
• 代理公司: 合肥道正企智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司34130
• 代理人: 武金花

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種生物陶瓷材料及制備方法。

背景技術(shù)

生物陶瓷指與生物體或生物化學(xué)有關(guān)的新型陶瓷。生物陶瓷可分為與生物體相關(guān)的植入陶瓷和與生物化學(xué)相關(guān)的生物工藝學(xué)陶瓷。植入陶瓷植入生物體內(nèi)，用以恢復(fù)增強生物體機能。由于植入陶瓷直接與生物體接觸，故要求其與生物體的親和性好，不產(chǎn)生有毒的侵蝕、分解產(chǎn)物；不使生物細(xì)胞發(fā)生變異、壞死，以及引起炎癥和生長肉芽等；在體內(nèi)長期使用功能好，對生物體無致癌作用，本身不發(fā)生變質(zhì)；易于滅菌。常用的植入陶瓷有氧化鋁陶瓷和單晶氧化鋁、磷酸鈣系陶瓷、微晶玻璃、氧化鋯燒結(jié)體等，它們在臨床上用作人造牙、人造骨、人造心臟瓣膜、人造血管和其他醫(yī)用人造氣管穿皮接頭等。

目前常見的生物陶瓷材料的相容性性能較差，導(dǎo)致與生物體的親和性差，產(chǎn)生有毒的侵蝕、分解產(chǎn)物，以致引起炎癥和生長肉芽等，降低生物體機能。因此，需要研發(fā)一種相容性較好的生物陶瓷材料。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種生物陶瓷材料及制備方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面提供一種生物陶瓷材料，所述生物陶瓷材料包括如下重量份數(shù)的組分：凹凸棒黏土粉5-13份、麥飯石粉6-11份、負(fù)離子粉2-9份、磷酸三鈣4-11份、氟基磷灰石2-6份、生物玻璃2-10份、納米氧化鎢3-7份、羥基磷灰石粉5-19份、氧化硅1-4份、水2-6份。

優(yōu)選地，所述生物陶瓷材料包括如下重量份數(shù)的組分：凹凸棒黏土粉5-12份、麥飯石粉7-11份、負(fù)離子粉2-7份、磷酸三鈣6-11份、氟基磷灰石3-6份、生物玻璃4-10份、納米氧化鎢4-7份、羥基磷灰石粉7-19份、氧化硅2-4份、水3-6份。

優(yōu)選地，所述生物陶瓷材料包括如下重量份數(shù)的組分：凹凸棒黏土粉7份、麥飯石粉8份、負(fù)離子粉5份、磷酸三鈣8份、氟基磷灰石4份、生物玻璃8份、納米氧化鎢6份、羥基磷灰石粉11份、氧化硅3份、水4份。

優(yōu)選地，所述磷酸三鈣經(jīng)過如下工序處理：

（1）將磷酸三鈣和陶瓷坯料混合，以濕法球磨的方式混磨均勻得到漿料；

（2）將步驟（1）所得漿料過篩、烘干，研磨成粉末，再過篩、干壓成型、保壓，制得陶瓷生坯；

（3）將所述陶瓷生坯于窯爐內(nèi)燒制，即可。

優(yōu)選地，所述步驟（1）中磷酸三鈣的摻入量占磷酸三鈣和陶瓷坯料總質(zhì)量的6-12％。

優(yōu)選地，所述氟基磷灰石經(jīng)過如下處理：向氟基磷灰石中加入粘土質(zhì)，混合攪拌，其中，氟基磷灰石和粘土質(zhì)的質(zhì)量比為8-11:1。

本發(fā)明的另一個方面提供一種生物陶瓷材料的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

所述制備方法具體包括如下步驟：

（1）按重量稱量凹凸棒黏土粉、麥飯石粉、負(fù)離子粉、磷酸三鈣、氟基磷灰石、生物玻璃、納米氧化鎢、羥基磷灰石粉、氧化硅、水，混合攪拌，得混合物；

（2）將步驟（1）混合物裝入模具中壓實，采用冷等靜壓在油介質(zhì)中壓制成型，壓強為150-200MPa，保持荷載 6-10h后取出陶瓷坯體，然后對陶瓷坯體進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，以石墨作為輔助材料進(jìn)行填埋燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1150-1200℃，升溫速率為9℃/min，保溫5-10h，樣品隨爐冷卻，再用去離子水超聲清洗后烘干，得陶瓷初成品；

（3）將陶瓷初成品浸泡在去離子水中，靜置過夜；

（4）取出浸泡后的陶瓷初成品，并用上述浸泡過試樣的去離子水浸潤紗布，再

用該紗布包裹陶瓷初成品，然后經(jīng)高溫高壓水蒸氣處理，冷卻至室后取出，烘干，即可。

優(yōu)選地，所述高溫高壓水蒸汽處理的溫度為130-150℃，壓強為0.15-0.4MPa，處理時間為30-180min。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

1、本發(fā)明提供的一種生物陶瓷材料，針對現(xiàn)有生物陶瓷材料相容性差的不足，本發(fā)明對生物陶瓷材料配方進(jìn)行調(diào)整，配方中主要加入磷酸三鈣、氟基磷灰石，其中，磷酸三鈣使該生物陶瓷材料具有良好的生物相容性、生物活性以及生物降解性，氟基磷灰石使該生物陶瓷釉具有優(yōu)良的生物相容性和生物活性，有益健康。此外，還加入凹凸棒黏土粉、麥飯石粉、負(fù)離子粉、生物玻璃、納米氧化鎢、羥基磷灰石粉、氧化硅，以此提高生物陶瓷材料的硬度、彎曲模量、壓縮強度和彎曲強度等性能。

2、本發(fā)明提供的一種生物陶瓷材料，該生物陶瓷材料配發(fā)配方中加入生物玻璃，它能與組織直接結(jié)合，起到修復(fù)組織、恢復(fù)其功能的作用，進(jìn)而提高生物陶瓷材料的相容性。