[发明专利]一种生物活性玻璃陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物活性材料领域，具体涉及用于骨缺损修复的生物活性玻璃陶瓷材料的制备方法。

背景技术

骨骼的病损是临床的常见病和多发病。通过研制骨修复及骨替代材料，可以帮助患者修复缺损或缺失的骨组织，更好地恢复人体组织功能。在骨组织工程中，理想的修复材料应符合以下条件:良好的生物相容性、生物降解性、可塑性，具有三维多孔且互通的孔隙结构和一定的机械强度。在骨缺损修复研究领域上，迫切需要具有和人骨力学强度相匹配、细胞相容性良好和促进新生骨组织生长的支架材料。

生物活性材料是用于对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的材料。生物活性材料的典型代表有磷酸钙骨水泥、磷灰石和生物玻璃等。这些生物活性材料在骨组织修复和骨组织工程的临床应用材料时，由于组成、结构和强度上都不尽相同，与人骨相比仍然具有较大的差异，导致其生物相容性、可降解性能不够理想，从而直接影响骨组织的修复效果。如磷酸钙骨水泥材料在注入体内时会发生固化过程，产生大量的热量而破坏其周围的组织。磷灰石在临床上以块状、颗粒形式被广泛的用作硬组织修复和替换，然而，由于块状陶瓷的脆性，颗粒容易游走、移位等缺点，很难塑形，限制了其在临床上的应用。

生物玻璃具有良好的生物活性和生物相容性，可以用作人体组织修复和再生材料，由Na₂O-Ca0-SiO₂-P₂0₅四元组分的熔融生物玻璃，还有以Ca0-SO₂-P₂0₅为组分的溶胶一凝胶生物玻璃，都已在临床上取得了良好的骨修复效果，可以通过改变各组分的含量以调节其生物活性、降解性以及机械性能，满足不同的临床要求，并通过激活成骨细胞的一些基因，促进成骨细胞的分化和增殖。但是传统的生物玻璃支架一般具有脆性大，力学强度不高等缺点。。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物活性玻璃陶瓷及其制备方法。

为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施:

一种生物活性玻璃陶瓷，包括以下重量份计的原料:氧化钠50-70份、氧化锆12-25份、五氧化二磷5-16份、氟化钠6-12份、氧化锶4-14份、二氧化硅16-28份、氧化锌10-40份、聚丙烯酸铵3-10份。

优选的，所述的生物活性玻璃陶瓷包括以下重量份计的原料:氧化钠55-65份、氧化锆15-20份、五氧化二磷8-12份、氟化钠6-9份、氧化锶8-12份、二氧化硅20-24份、氧化锌18-35份、聚丙烯酸铵5-9份。

优选的，所述的生物活性玻璃陶瓷包括以下重量份计的原料:氧化钠58份、氧化锆18份、五氧化二磷12份、氟化钠8份、氧化锶8份、二氧化硅22份、氧化锌30份、聚丙烯酸铵6份。

优选的，二氧化硅的粒径为250-350nm。

优选的，氧化锌的粒径为500-800nm。

优选的，聚丙烯酸铵的相对分子质量为1000-5000。

制备上述生物活性玻璃陶瓷的制备方法，包括以下步骤:

(1)按重量份称量好氧化钠、氧化锆、五氧化二磷、氟化钠、氧化锶、二氧化硅、氧化锌和聚丙烯酸铵，混合加入柑锅中；

（2）加热坩埚，于1500-1600℃保温1-2h,骤冷形成熔块，粉碎成玻璃粉末；

（3）将玻璃粉末放在1050-1100℃的柑锅中熔化，自然冷却，即可。

优选的，玻璃粉末的粒径为300-800微米。

本发明的优点是：

（1）本发明制备的生物玻璃陶瓷骨修复材料的外形和内部孔隙结构有利于新生骨组织的长入和骨缺损的修复。

（2）本发明制备的生物活性玻璃陶瓷材料具有多种形状选择，可适应不同部位和形状的骨缺损填充。

（3）材料化学组分可调，从而使材料的理化性能及工艺性能可在一定范围调整。

（4）制备工艺简单易行，工艺参数易于控制以及产量大等优点。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案进-步详细描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

一种生物活性玻璃陶瓷，包括以下重量份计的原料:氧化钠58份、氧化锆18份、五氧化二磷12份、氟化钠8份、氧化锶8份、二氧化硅22份、氧化锌30份、聚丙烯酸铵6份。

其中，二氧化硅的粒径为250nm，氧化锌的粒径为500nm，聚丙烯酸铵的相对分子质量为1000。