[发明专利]一种生物活性氧化锆牙科陶瓷材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种生物活性氧化锆牙科陶瓷材料的制备方法，采用溶胶凝胶制备生物活性玻璃的方法，在去离子水中加入可水解含硅化合物、磷酸三乙酯、硝酸钙和其他硝酸盐等溶液，调节pH值，使其发生水解缩合，得到生物活性玻璃溶胶。将氧化锆预烧结体在真空负压环境下浸泡于制备好的生物活性玻璃溶胶一段时间后，取出干燥，通过高温烧结，得到生物活性氧化锆牙科陶瓷材料。本发明的具有生物活性的氧化锆陶瓷材料，具有良好的生物活性和优异的力学性能，对提高牙科材料修复效果，推动其更广泛的临床应用，具有重要的社会经济价值。

技术领域

本发明涉及牙科修复医用材料领域，特别涉及一种生物活性氧化锆牙科陶瓷材料的制备方法。

背景技术

自从1960s首次提出口腔植入体使用高纯度的钛金属替代以往的黄金等贵金属成为新的植入材料之后，钛和钛合金种植体在临床治疗因龋齿、牙周炎和牙创伤等造成的牙齿缺失方面得到了广泛应用。但是由于存在牙龈萎缩导致的钛金属黑化性和释放有毒离子导致的过敏性等问题，钛种植体的广泛应用受到了一定的限制。氧化锆陶瓷由于其具有良好的生物相容性和稳定性，优异的力学性能和独特的美学效果等有别于钛金属种植体的性能，因此氧化锆陶瓷是一种具有良好临床应用前景的牙科修复材料。虽然氧化锆陶瓷具有良好的力学性能和独特的美学效果，但由于其缺乏生物活性，因此氧化锆陶瓷作为牙科修复材料应用会受到一定的影响。而且，作为惰性材料植入体内后，周围长出的纤维组织会阻碍植入体与周围骨组织的整合，从而导致种植失败，因此开发具有生物活性的氧化锆牙科修复材料有着重要的意义。

已有研究报道生物活性氧化锆陶瓷材料的制备方法主要有：Al₂O₃气旋颗粒喷砂法、激光辐射、化学腐蚀、离子注入、多巴胺改性、复合生物活性材料，如羟基磷灰石、生物活性玻璃等，但是喷砂处理、微弧氧化、离子注入等表面处理方法可能会诱导氧化锆基体表面四方相向单斜相转变，产生微裂纹，从而影响材料的力学性能和可靠性；同样，在氧化锆基体中复合强度较低的第二相生物活性材料时，也会降低氧化锆陶瓷的力学性能；另外，在氧化锆陶瓷表面通过等离子喷涂、溶胶凝胶法、化学沉积法、生物矿化法等方法制备的生物活性表面涂层，如磷酸盐涂层、生物玻璃涂层、羟基磷灰石涂层，由于氧化锆基体与涂层之间热膨胀系数和弹性模量均不匹配，界面常常结合不佳，表面也易产生微裂纹；其次，在口腔复杂的环境中，容易发生界面腐蚀，涂层容易溶解、剥落，影响种植体植入后的中、长期效果。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种生物活性氧化锆牙科陶瓷材料的制备方法，制备得到的氧化锆陶瓷材料生物活性好、力学性能较高，工艺比较简单。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种生物活性氧化锆牙科陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将可水解含硅化合物溶于去离子水中，调节PH值为1.0～6.0或者调节PH值为9～13，以200～1000r/min的速度搅拌，搅拌时间为20～60min；

(2)步骤(1)的溶液变澄清以后，加入硝酸盐或者加入硝酸盐和磷酸三乙酯的混合物；以200～1000r/min的速度搅拌，搅拌时间为20～60min；

所述硝酸盐包括Ca(NO₃)₂·4H₂O；

(3)步骤(2)的溶液变澄清后，得到生物活性玻璃前驱体溶胶；

(4)将氧化锆粉末加压成型，制备成氧化锆生坯；

(5)将氧化锆生坯于700～1200℃下预烧，得到氧化锆预烧结体；

(6)将步骤(5)得到的氧化锆预烧结体浸泡在步骤(3)制备的生物活性玻璃前驱体溶胶中，浸泡时间为1～30min，渗透的真空负压为0～0.1KPa；