[发明专利]一种微波法制备天然羟基磷灰石生物陶瓷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微波法制备天然羟基磷灰石生物陶瓷的方法。

背景技术

羟基磷灰石(HA)作为人体硬组织替换材料是生物材料发展的一大热点。近年来，科研人员把大量精力投入到HA晶须增强生物陶瓷复合材料的研究中。由于HA材料本身良好的生物活性和生物相容性，已成为生物材料最佳的增强材料。有专家预测，生物活性HA晶须增强生物陶瓷材料必将为推动硬组织替代及修复材料的发展起到积极的作用。有关资料报道，目前全世界生物材料年营业额已达120亿美元。其中，人体硬组织替换材料约为23亿美元，且以每年7％的速度增长。由此可见，随着全球老龄化趋势的发展，未来人体硬组织替换材料将越来越受到人们的重视，HA这类生物活性陶瓷也将具有广阔的研究价值和市场前景。生物陶瓷材料具有较大发展潜力和研究价值，从仿生原理出发，其制备成分结构与天然骨组织相近。HA生物陶瓷的研究经历了很长的历史，在临床应用上已取得了一些成果，如良好的生物相容性、生物活性、结构吻合性等。但在如何提高材料的强度、韧性和如何解决陶瓷涂覆过程中的界面问题，以及力学性能、生物性能等方面还有待深入研究和探讨。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种微波法制备天然羟基磷灰石生物陶瓷的方法。

本发明采用如下技术方案：

一种微波法制备天然羟基磷灰石生物陶瓷的方法，包括以下步骤：取天然羟基磷石灰粉末，向所述天然羟基磷石灰粉末加入聚乙烯醇，采用湿法球磨混合、干燥；采用模具成型后在高温炉中于450℃后保温1-4h，然后用微波烧结炉，烧结温度1150℃-1300℃；保温时间5-30min，随炉冷却后得天然羟基磷灰石生物陶瓷。

优选的，所述烧结温度为1250℃。

优选的，所述保温时间为10min。

采用本发明的方法，大大缩短烧结时间，同时提高了天然羟基磷灰石生物陶瓷的力学性能。

附图说明

图1为本发明工艺流程示意图；

图2为本发明烧结温度与HA生物陶瓷的线收缩率之间关系；

图3为本发明烧结温度与HA生物陶瓷饿密度之间关系。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

实施例1：参考图1至图3，取天然羟基磷石灰粉末，向天然天然羟基磷石灰粉末加入聚乙烯醇(加入量为1％-5％，可根据实际情况调整)，采用湿法球磨混合6h，干燥。分别用40mm×40mm×5.6mm的模具，在150MPa压力下单向模压成正方形试样，保压1min，40mm×40mm×5.6mm的模具成型后的坯料用锯条分割成4个40mm×10mm×5.6mm的小块坯料，在高温炉中于450℃后保温1-4h，然后用微波烧结炉，分别在1150℃、1200℃、1250℃、1300℃保温5-30min，随炉冷却后得四组不同的HA生物陶瓷样品。分别测定样品的线收缩率、密度、抗弯强度、维氏硬度，数据参考表1至表4

从表1至表4可得：随着烧结温度的升高，HA生物陶瓷的线收缩率、密度、三点抗弯强度等均先升高后下降，在1250℃时达到最大值。在1250℃时，线收缩率为13.84％，密度为2.99g·cm-3，三点抗弯强度为65.73MPa。由此可以确定最佳烧结温度为1250℃。

表1烧结温度与线收缩率的关系

表2烧结温度与密度的关系

表3烧结温度与抗弯强度的关系

表4烧结温度与维氏硬度的关系

实施例2

与实施例1不同的是，本实施例微波烧结炉烧结温度为1250℃时，分别保温10min、20min、30min，保温时间为10min所得三组HA生物陶瓷的力学性能最优，所以微波法制备HA生物陶瓷的最佳烧结工艺为：烧结温度1250℃、保温时间10min。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。