[发明专利]一种基于干铺‑烧结技术制备的骨修复生物陶瓷支架材料及其制备方法

摘要

本发明涉及生物陶瓷支架材料的制备方法。一种基于干铺‑烧结技术制备的骨修复生物陶瓷支架材料的制备方法，该方法包括以下的步骤（1）聚氨酯泡沫模型材料预处理；（2）ZrO2陶瓷的烧结；（3）HA 梯度涂层，制备骨缺损生物陶瓷修复材料。本发明在HA中加入纳米ZrO2颗粒以增强支架材料的抗压强度和韧性，从而为骨缺损治疗提供一种孔隙率高、抗压强度大、韧性强的骨修复生物陶瓷支架。本发明孔隙率高，孔径大小合适，不仅使羟基磷灰石易于被降解吸收，而且骨组织易于长入，融合速度快，与宿主骨牢固结合，不会产生明显的异物反应，生物相容性好，本发明生物陶瓷既可用于骨组织损伤修复，还可以用于体外细胞培养。

主权项

一种基于干铺‑烧结技术制备的骨修复生物陶瓷支架材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下的步骤：1）聚氨酯泡沫模型材料预处理，提高材料的亲水性和粘附性能；2）在聚氨酯泡沫模型材料上挂浆，所述的挂浆包括2~4次，第一次挂浆，浆料中ZrO2粉体的质量百分比为55~70%；挂浆后置于室温下自然干燥；然后放入烘箱中，在 100~120℃条件下烘干，使水分质量分数降至1%以下；以后每次挂浆ZrO2粉体的质量百分比相对于前一次挂浆减少1%~5%，挂浆后以相同的方法干燥并烘干；3）上述挂浆后预制体试样采用了三段式烧结工艺进行烧结，烧结的步骤如下：3.1）烘干阶段：在室温至90~110℃时，升温速度为2~3℃/min；3.2）挥发阶段：在90~110℃至190~210℃时，控制升温速度，1~2℃/min，在190~210℃至490~510℃时，控制升温速度1~2℃/2min，升温至490~510℃时，保温1~1.5h，后升温到490~510℃至700~800℃时，控制升温速度为1~2℃/3min，升温至700~800℃后，保温1~1.5h，后升温到700~800℃至1200~1300℃时，控制升温速度为1~2℃/min；3.3）高温焙烧阶段：后持续烧结温度保持在2~4℃/min，到达1500~1600℃的最高烧结温度后，再保温2~4h并随炉冷却，得到ZrO2多孔生物骨修复支架；4）采取两步法浸涂法涂覆梯度HA涂层；4.1）第一次浸涂浆料，纳米级HA粉末占浆料质量的百分比为10~15%，纳米级ZrO2粉末占浆料质量的百分比为25~35%，将烧结出的ZrO2多孔生物骨修复支架浸入浆料，等完全浸透后取出，甩去多余浆料；90~110℃烘干4~6h，再加热到800~1000℃保温4~6h，最后加热到1200~1300℃保持0.8~1.5；4.2）第二次浸涂浆料，纳米级HA粉末占浆料质量的百分比为30~40%，纳米级ZrO2粉末占浆料质量的百分比为2~5%，将被步骤4.1）烧结出的ZrO2多孔生物骨修复支架浸入浆料，等完全浸透后取出，甩去多余浆料；90~110℃烘干4~6h，再加热到800~1000℃保温4~6h，最后加热到1200~1300℃保持0.8~1.5；冷却得到骨修复生物陶瓷支架材料。