[发明专利]一种磷酸钙铁生物陶瓷及其制备方法

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铁生物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，目前研究和应用最多的是羟基磷灰石(HA)和磷酸三钙(TCP)。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。其中，HA在组成和结构上与人骨和牙齿非常相似，具有较高的力学性能，在人体生理环境中可溶解性较低；TCP与骨的结合性好，无排异反应，在水溶液中的溶解程度远高于HA，能被体液缓慢降解、吸收，为新骨的生长提供丰富的钙、磷，促进新骨的生长。

铁也是人体生长所必须的元素之一，但单纯的铁或铁的化合物无法作为生物材料植入人体之中，那么将铁加入到磷酸三钙(TCP)生物活性陶瓷体系中，以提高其溶解性，被人体逐步吸收，是磷酸三钙(TCP)生物活性陶瓷功能多样化的发展趋势之一。

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铁生物陶瓷及其制备方法。

本发明的技术方案：一种磷酸钙铁生物陶瓷，由以下质量份数的各个组分制备而成：

磷酸三钙50-70份、氧化铁12-20份、纳米氧化锡4-8份、硫酸铁10-18份、磷酸氢钙6-12份和氧化镁2-5份。

作为优选，各个组分的质量份数为：磷酸三钙55-68份、氧化铁15-18份、纳米氧化锡5-7份、硫酸铁12-16份、磷酸氢钙8-10份和氧化镁3-4份。

作为优选，各个组分的质量份数为：磷酸三钙62份、氧化铁16份、纳米氧化锡6份、硫酸铁15份、磷酸氢钙9份和氧化镁3份。

一种磷酸钙铁生物陶瓷的制备方法，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1000℃-1350℃，压力300-700MPa，时间2-9h；

（5）煅烧之后，待冷却取出，即得到块状磷酸钙铁生物陶瓷。

作为优选，步骤（4）中煅烧的温度为1120℃。

作为优选，步骤（4）中煅烧的压力为620MPa。

有益效果：本发明提供的磷酸钙铁生物陶瓷，是磷酸钙体系生物活性陶瓷，以磷酸三钙为主体材料，因磷酸三钙生物活性陶瓷在植入人体过程中，会缓慢释放钙磷元素，促进骨骼生长。铁也是人体必需的营养元素之一，本发明在磷酸三钙生物活性陶瓷中加入铁体系，包括氧化铁和硫酸铁，形成一种硫酸钙铁复合体系，从而不仅也促进了人体对铁的吸收，也提高了磷酸三钙生物活性陶瓷的力学性能。

因此，本发明提供的磷酸钙铁生物陶瓷不仅具有一定的促进骨骼生长作用，在植入人体过程中，会缓慢释放钙、磷和铁元素，而且，其力学性能得到提升，是一种理想的骨骼替代修复材料。

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：

一种磷酸钙铁生物陶瓷，包括以下质量份数的各个组分：

磷酸三钙50份、氧化铁12份、纳米氧化锡4份、硫酸铁10份、磷酸氢钙6份和氧化镁2份。

根据本发明提供的制备方法制备磷酸钙铁生物陶瓷，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1300℃，压力500MPa，时间4h；

（5）煅烧之后，待冷却取出，即得到块状磷酸钙铁生物陶瓷。