[发明专利]一种多孔生物玻璃陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物材料技术领域，尤其涉及一种多孔生物玻璃陶瓷及其制备方法。

背景技术

生物玻璃是一种硅酸盐类的异质骨移植材料，能与骨组织形成骨性键合，并促进新骨形成。当生物玻璃植入骨缺损部位，在生物玻璃与体液之间会发生迅速的离子交换反应，在生物玻璃表面形成含碳酸根的羟基磷灰石层，通过该类骨羟基磷灰石层使材料与骨形成牢固的化学键合。与生物惰性陶瓷相比，生物玻璃具有独特的生物相容性、成骨作用和骨传导作用，但是其机械强度低，脆性大，在一定程度上限制其应用领域。

生物玻璃陶瓷复合材料是由生物陶瓷和生物玻璃所制备而成的复合材料，可以通过调节材料的组成和配比来获得性能更优的生物材料，越来越受关注。常见的生物玻璃陶瓷复合材料多为由生物玻璃和羟基磷灰石所组成，本发明提供一种新型的多孔生物玻璃陶瓷，以期获得更佳的应用性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种多孔生物玻璃陶瓷及其制备方法，以解决上述至少一种技术问题。

本发明的技术方案来如下：

一种多孔生物玻璃陶瓷，由以下原料制备而成，以重量份计为：生物活性玻璃20-38份、聚磷酸钙15-32份、硅化钽2-6份、硅酸锶1-4份、纳米钛酸镁1-7份、多聚磷酸钠3-8份、壳聚糖纤维2-5份、聚乙酰谷氨酸3-9份、桉油精1-2.4份、醋酸纤维素1-4份、造孔剂2-6份；

所述生物活性玻璃由以下质量百分数的组分制备而成：CaO 15-30%、P₂O₅ 8-22%、Na₂O 2.8-10%、B₂O₃ 2.1-5%、MgO 0.8-3.4%、SrO 1.6-4.7%、和PdO 2.3-8%，余量为SiO₂。

上述技术方案中，所述生物活性玻璃的制备步骤为：按上述配比取料后混合均匀，投入60℃，20wt.%硝酸溶液，静置5-10小时，烘干，先在600-850℃下煅烧2-4小时，然后在1280-1370℃下煅烧1-3小时，冷却，粉碎并过200目筛，制成玻璃微粉。

上述技术方案中，所述造孔剂为淀粉、聚乙二醇、聚乙烯醇、石蜡、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇缩丁醛和碳粉中的至少两种。

上述技术方案中，所述壳聚糖纤维为经过氢氧化钠处理的改性壳聚糖纤维。

上述技术方案中，由以下原料制备而成，以重量份计为：生物活性玻璃22-35份、聚磷酸钙17-30份、硅化钽2.3-5份、硅酸锶1.8-3.4份、纳米钛酸镁1.2-6.4份、多聚磷酸钠3.3-7.4份、壳聚糖纤维2.8-4.5份、聚乙酰谷氨酸3.5-8.7份、桉油精1.3-2.2份、醋酸纤维素1.8-3.7份、造孔剂2.4-5.5份。

本发明的另一技术方案来如下：

多孔生物玻璃陶瓷的制备方法，包括以下制备步骤：

（1）将生物活性玻璃熔融，然后加入桉油精和壳聚糖纤维，混合均匀，置于马弗炉中，在380-450℃下保温1-4小时，随炉冷却至室温，制得预处理生物活性玻璃粉体；

（2）将上述预处理生物活性玻璃粉体、聚乙酰谷氨酸和醋酸纤维素混合，然后加水球磨4-24小时，在-20℃下保温10-20小时，置于马弗炉中烧结，制得烧结料A；

（3）将聚磷酸钙、硅化钽、硅酸锶、纳米钛酸镁、多聚磷酸钠、造孔剂和步骤（2）中烧结料A混合，然后加水球磨4-24小时，在-20℃下保温10-20小时，置于马弗炉中烧结，即得多孔生物玻璃陶瓷。

上述技术方案中，在步骤（2）中，烧结条件为：450-650℃，40-90分钟。

上述技术方案中，在步骤（3）中，烧结条件为：1050-1200℃，1-3小时。

由于采用了以上技术方案，本发明的有益效果为：

本发明所提供的多孔生物玻璃陶瓷的孔隙率为35-39%，同时保持良好的力学性能，其抗弯强度达44.8-47.2MPa，弹性模量达6.1-6.8GPa，断裂韧性达1.76-1.88 MPa·m^1/2，综合性能优秀，可扩大其应用领域。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1