[发明专利]具有主动缓释效应的陶瓷材料，其制造方法和包含此陶瓷材料的系统

说明书

本发明公开了具有主动缓释效应的陶瓷材料及其制造方法。其结构包含至少含硅和氧成分的多级孔结构，其中此多级孔结构包含由多个中孔排列而成的孔壁及多个大孔，且此孔壁分隔此多个大孔；以及纳米级金属颗粒受限于此多个中孔的至少其中之一。此纳米级金属颗粒在此陶瓷材料中具有主动缓释效应及抑制微生物成长或杀死微生物的特性。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料及其制造方法，尤其涉及一种具有主动缓释效应和抑制微生物成长或杀死微生物的特性的陶瓷材料。

背景技术

2014年世卫组织助理总干事Dr.Keiji Fukuda警告：过去30年都没有新型抗生素研发问世，现在部分病菌已演化到现有抗生素皆束手无策。因此，开发新型态抗菌剂有其迫切必要性。目前国际药厂已转向更有潜力的新型态材料开发，纳米银(nano-particles Ag)为其中最主要的候选材料。

纳米银由于具有比高表面积和反应性，对于细菌和病毒都有抑制的能力。目前含纳米银的生物医学材料，银粒径的大小攸关其抗菌效能(＜10nm抗菌效果佳)；但当银粒径＜10nm时易造成细胞毒性，易氧化及易因二次键结造成凝聚等缺点。市面上利用溶胶-凝胶法(Sol-gel technique)制造的胶态银产品产量小、价格贵，且无法有效再利用。

由于此原因，申请人有鉴于常规技术的缺点，现提出本发明具有主动缓释效应的陶瓷材料，其制造方法和包含此陶瓷材料的系统，以克服上述缺点。

发明内容

一方面，本发明提供一种制造包含纳米级金属颗粒的陶瓷材料的方法，包括下列步骤：提供并混合组成至少含硅和氧成分的多级孔结构的原料或其前体、金属原料或其前体及中孔模板形成剂，以形成混合物；以溶胶–凝胶法制备此混合物以形成起始凝胶；提供具有大孔结构的立体支架模板；将此立体支架模板浸泡于此起始凝胶中至少一次；以及于温度≥400℃热处理以移除此立体支架模板及此中孔模板形成剂，以形成此陶瓷材料。

本发明另一方面提供一种陶瓷材料，包含：至少含硅和氧成分的多级孔结构，其中此多级孔结构包含由多个中孔排列而成的孔壁及多个大孔，且此孔壁分隔此多个大孔；以及纳米级金属颗粒受限于此多个中孔的至少其中之一，其中此纳米级金属颗粒具有主动缓释效应。

本发明又一方面提供一种包含亲水性介质及微生物的系统，此微生物具有第一数量A1菌落形成单位(colony-forming unit，CFU)，添加陶瓷材料于此系统中且经过一个特定时间后此微生物具有第二数量A2CFU，其中此陶瓷材料包含：至少含硅和氧成分的多级孔结构，其中此多级孔结构包含由多个中孔排列而成的孔壁和多个大孔，并且此孔壁分隔此多个大孔；以及纳米级金属颗粒受限于此多个中孔的至少其中之一，且此纳米级金属颗粒具有主动缓释效应；且A2小于或等于A1。

附图的简单说明

本发明的优选实施例将于实施方式的说明文字中辅以下列图式做更详细的说明：

图1A：本发明实施例一的具有一多级孔结构的陶瓷材料的电子显微镜示意图。

图1B：图1A的局部放大图。

图2：本发明实施例一的陶瓷材料试验样品对巨噬细胞(macrophages)RAW264.7的生物相容性试验结果统计图。

图3：本发明实施例一的陶瓷材料试验样品对肥大细胞(mast cells)RBL-2H3的生物相容性试验结果统计图。

图4：本发明实施例一的陶瓷材料试验样品对纤维母细胞(fibroblast cells)NIH/3T3的生物相容性试验结果统计图。

图5：本发明实施例二的陶瓷材料MBG-Ag1于去离子水的环境中银离子释放速率的曲线图。

图6：本发明实施例二的陶瓷材料MBG-Ag1于胰蛋白酶大豆肉汤的环境中银离子释放速率的曲线图。