[發(fā)明專利]一種二硅酸鋰復(fù)合生物玻璃陶瓷的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910018657.3
• 申請(qǐng)日: 2019-01-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109534681B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 溫翠蓮;李瑞峰;葉健霞;白諾楠;薩百晟;吳軍茹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): C03C10/04
• 分類號(hào): C03C10/04;C03C1/02;C03B19/06
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊;林文弘

本發(fā)明屬于生物功能材料領(lǐng)域，公開(kāi)了一種二硅酸鋰復(fù)合生物玻璃陶瓷的制備方法。該方法包括以下步驟：首先通過(guò)溶膠凝膠法和熔融法制備生物玻璃粉末，按照一定比例混合，再經(jīng)過(guò)研磨、過(guò)篩、模壓、煅燒，可制備獲得二硅酸鋰復(fù)合生物玻璃陶瓷。該方法具有工藝簡(jiǎn)單，所用原料價(jià)廉，操作容易等優(yōu)勢(shì)，所制備的二硅酸鋰復(fù)合生物玻璃陶瓷具有良好的力學(xué)性能以及生物活性，可應(yīng)用于牙科領(lǐng)域傷口缺損的修補(bǔ)、藥物控制緩釋、細(xì)胞培養(yǎng)等，具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物功能材料領(lǐng)域，尤其涉及一種二硅酸鋰復(fù)合生物玻璃陶瓷的制備方法。

背景技術(shù)

齲齒一直是一種全球性的口腔疾病，其發(fā)病率高，分布廣。目前，對(duì)于齲齒的治療主要是采用機(jī)械地移除齲損部位，在齲損部位填充汞齊材料、新型的金屬合金、復(fù)合樹(shù)脂和牙科陶瓷等材料。在口腔修復(fù)手術(shù)中，金屬和醫(yī)用高分子材料與人體組織親和性差。如果長(zhǎng)期植入人體內(nèi)，會(huì)從金屬材料中溶出金屬離子，從高分子材料中溶出制造時(shí)殘留的未反應(yīng)單體，對(duì)人體組織有一定的危害性。因此生物陶瓷材料越來(lái)越受到人們的青睞，成為近幾年來(lái)研究的熱點(diǎn)。

生物玻璃（BG）是生物醫(yī)用材料的一個(gè)重要分支，主要由硅酸鹽玻璃材料組成，主要成分為 SiO₂ 和 CaO。將其植入體內(nèi)后生物活性玻璃表面即與體液發(fā)生離子反應(yīng)，最終在玻璃表面形成類似骨中無(wú)機(jī)礦物的低結(jié)晶度碳酸羥基磷灰石層HCA。BG的化學(xué)組成與生物體的骨骼相似，具有優(yōu)良的骨誘導(dǎo)性、骨傳導(dǎo)性及生物相容性。此外，BG可使細(xì)胞在其表面快速增殖與分化，最終與周圍組織相融合。然而現(xiàn)在用于制備牙科材料的有些活性玻璃強(qiáng)度相對(duì)較低，這就限制了其在咬合力量較大的后牙區(qū)，尤其是磨牙區(qū)的使用。

二硅酸鋰微晶玻璃通過(guò)控制晶化，可以生成棒狀的二硅酸鋰主晶相。二硅酸鋰晶體屬于正立方體結(jié)構(gòu)，Si-O四面體的頂點(diǎn)由Li⁺占據(jù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行修飾。根據(jù)武漢大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院的研究，二硅酸鋰微晶玻璃的機(jī)械性能得到提高的主要原因在于玻璃基質(zhì)中存在少量的磷酸鋰，分布在二硅酸鋰晶體表面。這些磷酸鹽晶體產(chǎn)生放射狀的壓應(yīng)力，當(dāng)陶瓷表面或內(nèi)部出現(xiàn)裂紋時(shí)，可以阻止裂紋的進(jìn)一步擴(kuò)展，從而提高力學(xué)性能。盡管二硅酸鋰微晶玻璃是一種性能非常突出的口腔修復(fù)材料，其在力學(xué)性能上基本能夠滿足牙科醫(yī)用材料的要求，但是存在著生物活性較差，而影響了實(shí)際應(yīng)用，成為口腔用修復(fù)材料的研究熱點(diǎn)。

目前制作生物玻璃通常有兩種方法。其中，熔融法是將玻璃原料直接混合，經(jīng)高溫熔制后急冷、退火，得到玻璃；然后經(jīng)過(guò)成核和晶化處理，形成生物活性玻璃陶瓷，其致密度高，無(wú)氣孔。而溶膠凝膠法是低溫合成材料的一種工藝，與熔融法制備的玻璃相比，溶膠凝膠生物活性玻璃中堿金屬離子周圍的化學(xué)成分更加均勻，而且在熱力學(xué)上更有利于分相的產(chǎn)生，但一般是多孔結(jié)構(gòu)，雖然具有良好的生物活性，但力學(xué)性能一般比較差。本發(fā)明將溶膠凝膠法和熔融法制成的生物玻璃粉末按一定比例混合在一起，可以得到力學(xué)性能高和生物活性好的二硅酸鋰復(fù)合生物玻璃陶瓷。該方法簡(jiǎn)單高效，所用原料價(jià)廉易得，具有很好的產(chǎn)業(yè)化前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是結(jié)合溶膠凝膠法與熔融法制備生物玻璃的優(yōu)勢(shì)，提供一種操作簡(jiǎn)單、能夠獲得具有良好力學(xué)性能及生物活性的二硅酸鋰復(fù)合生物玻璃陶瓷材料的制備方法，可應(yīng)用于牙科生物醫(yī)用領(lǐng)域。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種二硅酸鋰復(fù)合生物玻璃陶瓷的制備方法，包括以下步驟：

（1）溶膠凝膠法制備玻璃：