[发明专利]ZrO2增韧MgO-CaO-SiO2-P2O5-CaF2系生物活性微晶玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型骨修复替代材料，特别涉及用ZrO₂增韧MgO-CaO-SiO₂-P₂O₅-CaF₂系生物活性微晶玻璃及其制备方法，属于无机非金属材料技术领域。

背景技术

医用生物活性陶瓷材料具有良好的生物活性和生物相容性，植入人体后与人体骨组织能 形成很好的结合。但疲劳强度与断裂韧性较低，难以在承载部位使用。近年国内外学者对一 些生物玻璃材料经过晶化处理，开发出一系列生物活性及力学性能俱佳的生物活性微晶玻璃。 生物活性微晶玻璃的开发利用为骨修复替代医学的发展注入了新的活力。

目前的生物活性微晶玻璃主要有A/W生物微晶玻璃、可切削微晶玻璃、塞拉维托 (Ceravital)生物微晶玻璃，A/W生物微晶玻璃中氟磷灰石和β-硅灰石晶体含量分别为38wt％ 和34wt％，机理。晶粒大小约50～100nm，呈谷粒状均匀分布在玻璃基质中，机械性能较好， 晶相和组分的变化对A/W系列微晶玻璃的机械性能和生物活性影响显著。对于大多数可切削 微晶玻璃，云母晶体层间的解理和次级解理是可切削性的主要来源，云母晶体有良好的解理 性且能以微晶在玻璃中呈交错状排列，当加工时，锯齿碰到云母片，裂纹不会像普通玻璃、 陶瓷那样任意扩展，加工方向可以控制，实现加工精度，不过该系统玻璃虽然具有良好的生 物相容性和可加工性，但是在材料的强度、生物活性和机械加工性能方面不甚理想。塞拉维 托(Ceravital)生物微晶玻璃包含一系列不同组分的玻璃和微晶玻璃，是碱金属氧化物含量低的 硅酸盐玻璃或微晶玻璃，能与骨形成紧密结合，在植入过程中，晶相逐渐溶解，当颗粒在1μm 左右时被巨噬细胞等吸收，但此种微晶玻璃的机械性能较差，不能用于承重部位。

发明内容

本发明的目的是提供一种ZrO₂增韧MgO-CaO-SiO₂-P₂O₅-CaF₂系生物活性微晶玻璃， 该种生物活性微晶玻璃有良好的力学性能、生物活性。

本发明的另一目的是提供该种生物活性微晶玻璃的制备方法。

本发明采取的技术方案为：

ZrO₂增韧MgO-CaO-SiO₂-P₂O₅-CaF₂系生物活性微晶玻璃，其特征是，玻璃的各成分 的质量分数为：SiO₂ 25.7％～34.1％、MgO 3.4％～4.6％、CaO 33.7％～44.8％、P₂O₅ 12.2％～16.3％、 CaF₂ 0.1％～5％、ZrO₂ 0.1％～20％，其中ZrO₂为四方晶型氧化锆。

ZrO₂增韧MgO-CaO-SiO₂-P₂O₅-CaF₂系生物活性微晶玻璃，玻璃的各成分的质量分数 优选为：SiO₂ 29％～34.1％、MgO 3.9％～4.6％、CaO 38.2％～44.8％、P₂O₅ 13.9％～16.3％、CaF₂ 0.1～5％、ZrO₂ 0.1％～10％，其中ZrO₂为四方晶型氧化锆。

ZrO₂增韧MgO-CaO-SiO₂-P₂O₅-CaF₂系生物活性微晶玻璃，玻璃的各成分的质量分数 进一步优选为：SiO₂ 30.4％～33.5％、MgO 4.1％～4.5％、CaO 40％～44％、P₂O₅ 14.5％～15.9％、 CaF₂ 0.1～5％、ZrO₂ 2％～6％，其中ZrO₂为四方晶型氧化锆。