[发明专利]一种高强度硅磷酸钙生物陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高强度硅磷酸钙生物陶瓷材料及其制备方法。所述方法包括步骤：(1)将氧化锌粉体、硅磷酸钙粉体和粘结剂混合均匀，得到混合料，然后将所述混合料进行成型，得到陶瓷坯体；和(2)将步骤(1)得到的陶瓷坯体进行烧结，制得高强度硅磷酸钙生物陶瓷材料。本发明方法具有工艺简单、工艺可控、易操作以及烧结温度低等优点；本发明制得的高强度硅磷酸钙生物陶瓷材料具有气孔率低(气孔率可降低至1％左右)、抗弯强度高(抗弯强度可提高至65～90MPa)以及细胞相容性好等优点，尤其适合于用作硬组织修复材料，是一种很具潜力的生物和医用材料，可以用作骨组织的修复、填充以及齿科修复材料。

技术领域

本发明属于生物陶瓷的制备领域，尤其涉及一种高强度硅磷酸钙生物陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

随着人类寿命的延长，由创伤、年老骨脆或疾病引起的骨折发病率预计到2050年会上升至400％，随之而来的便是巨额医用消费，据估计，全世界每年的发病率/死亡率花费将会相应增加约80亿美元，手续费约增涨80万美元，可以看出，骨修复材料在全世界范围内的市场潜力巨大。从国内情况来看，我国是一个拥有13亿人口和8000多万残疾人的大国，据民政部门报告，截止到2005年，我国肢体不自由患者已超过1500万，其中残肢者约800万，由类风湿引发的大骨节病患者有数百万；且第六次全国人口普查的数据显示，我国正步入老年人社会，60岁以上的老年人口已达1.78亿，约占全国人口的13.26％。可见，进行骨组织修复材料方面的研究具有重大的社会意义和经济效益。

随着材料科学的发展，近几十年来，人工合成骨修复与替代材料已成为各国研究开发的热点，是生物医用材料研究的重要内容之一。目前，无机材料仍然是骨修复与替代材料的首选，研究也最为广泛。目前临床上获得广泛应用的是与人体无机成分类似的磷酸钙类生物陶瓷，磷酸钙类生物陶瓷由于具有良好的生物相容性，对人体无毒、无害、无致癌作用，但其缺乏生物活性，同时降解性性能也不够理想。

上世纪70年代初，美国的Hench教授发现硅具有诱导成骨的作用，从而含硅的生物活性材料得到了广泛研究。我们的前期研究发现硅磷酸钙(Ca₅(PO₄)₂SiO₄，CPS)材料具有与羟基磷灰石相类似的晶体结构，其中的硅组分可诱导类骨磷灰石的生成，以促进新骨的形成；同时钙和磷组分的降解可为新骨的生长提供钙和磷，从而加速骨再生过程。

硅磷酸钙作为一种新开发的生物材料，目前国际上都还均专注在其制备方法及其生物性能的探索研究上，前期的研究工作表明，目前的制备方法很难得到力学性能和生物活性俱佳的材料体系。因此如何优化硅磷酸钙陶瓷的烧结性能、实现高的力学性能和良好生物学性能的完美结合是硅磷酸钙进一步走向临床必须解决的关键问题。

发明内容

为了解决一个或者多个技术问题，本发明的目的是提供一种高强度硅磷酸钙生物陶瓷材料及其制备方法。本发明方法具有工艺简单、工艺可控、易操作以及烧结温度低等优点，本发明方法制备的高强度硅磷酸钙生物陶瓷材料具有气孔率低、抗弯强度高以及细胞相容性好等优点。

本发明在第一方面提供了一种高强度硅磷酸钙生物陶瓷材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将氧化锌粉体、硅磷酸钙粉体和粘结剂混合均匀，得到混合料，然后将所述混合料进行成型，得到陶瓷坯体；和

(2)将步骤(1)得到的陶瓷坯体进行烧结，制得高强度硅磷酸钙生物陶瓷材料。

优选地，所述氧化锌粉体与所述硅磷酸钙粉体的质量比为(0.1～5)：(95～99.9)，优选为(0.5～5)：(95～99.5)。