[发明专利]一种磷酸钙生物活性陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物材料领域，特别涉及一种磷酸钙生物活性陶瓷及该生物陶瓷的制备方法。

背景技术

随着材料科技的发展，生物材料因其对机体组织进行修复、替代与再生的特殊性能，已经成为当今生物医学领域重要的研究方向之一。生物硬组织代用材料最早是使用体骨、动物骨，后来发展到采用不锈钢和塑料，由于不锈钢存在溶析、腐蚀和疲劳问题，塑料存在稳定性差和强度低的问题。因此造成生物材料发展的瓶颈，生物陶瓷的出现，改善了现有替代材料的不足，因其诸多优势，因此，生物陶瓷具有了广阔的发展前景。

磷酸钙陶瓷(CPC)是生物活性陶瓷材料中的重要种类。磷酸钙陶瓷含有CaO和P₂O₅两种成份，是构成人体硬组织的重要无机物质，植入人体后，其表面同人体组织可通过键的结合，达到完全亲和。

目前研究和应用最多的是羟基磷灰石（HA）和磷酸三钙（TCP），两者皆是理想的生物材料，对于磷酸钙其他化合物的研究相对较少，其中，磷酸四钙具有和磷酸三钙相似的生物性能，已有研究表明，磷酸四钙和磷酸三钙复合时，其生物相容性较好，具有较好的使用前景。

发明内容

本发明解决的技术问题：针对上述不足，克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种磷酸钙生物活性陶瓷及其制备方法。

本发明的技术方案：一种磷酸钙生物活性陶瓷，由以下质量份数的各个组分制备而成：

磷酸四钙50-75份、纳米氧化钛3-9份、硅酸铝纤维3-8份、氧化锌2-5份、磷酸三钙10-22份和氧化钙6-10份。

作为优选，各个组分的质量份数为：磷酸四钙60-70份、纳米氧化钛5-7份、硅酸铝纤维4-6份、氧化锌3-4份、磷酸三钙15-20份和氧化钙7-9份。

作为优选，各个组分的质量份数为：磷酸四钙66份、纳米氧化钛6份、硅酸铝纤维5份、氧化锌4份、磷酸三钙16份和氧化钙8份。

一种磷酸钙生物活性陶瓷的制备方法，制备步骤如下：

（1）称量：准确称取各个组分；

（2）球磨：将各个组分混合在一起，放入球磨机进行研磨混合；

（3）冷压成型：将混合粉体进行冷压成型；

（4）将成型后的粉体放入模具中，进行高温煅烧，温度为1050℃-1200℃，压力300-600MPa，时间2-9h；

（5）煅烧之后，待冷却取出，即得到块状磷酸钙生物活性陶瓷。

作为优选，步骤（4）中煅烧的温度为1100℃。

作为优选，步骤（4）中煅烧的压力为460MPa。

有益效果：本发明提供的磷酸钙生物活性陶瓷，是磷酸钙体系生物活性陶瓷，以磷酸四钙为主体材料，并加入适量的磷酸三钙，加之其他材料的促进作用，可显著提供磷酸钙生物陶瓷的活性。不同于磷酸三钙生物陶瓷溶解性较好的特点，本发明提供的磷酸钙生物活性陶瓷兼具一定的力学性能和一定的溶解性，在体内，作为骨骼修复，即可达到一定的支撑作用，也可缓慢溶解，提供人体骨骼生长所必须的钙和磷元素。

因此，本发明提供的磷酸钙生物活性陶瓷，具有一定的力学稳定性和较好的生物相容性，同时，可缓慢溶解，释放钙磷骨骼营养元素，促进骨骼生长，是一种较为理想的骨骼修复生物材料。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解， 这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

实施例 1：

一种磷酸钙生物活性陶瓷，包括以下质量份数的各个组分：

磷酸四钙50份、纳米氧化钛3份、硅酸铝纤维3份、氧化锌2份、磷酸三钙10份和氧化钙6份。

根据本发明提供的制备方法制备磷酸钙生物活性陶瓷，步骤如下：

（1）称量：准确称取各个组分；

（2）球磨：将各个组分混合在一起，放入球磨机进行研磨混合；

（3）冷压成型：将混合粉体采用60T压机进行压制；

（4）将成型后的粉体放入模具中，进行高温煅烧，温度为1150℃，压力500MPa，时间4h；

（5）煅烧之后，待冷却取出，即得到块状磷酸钙生物活性陶瓷。

对得到的块状磷酸钙生物活性陶瓷进行检测，检测生物陶瓷的性能：硬度720HV；压缩强度610MPa；抗弯强度330MPa；韧性12MPa·m^1/2。

实施例 2：

一种磷酸钙生物活性陶瓷，包括以下质量份数的各个组分：