[发明专利]一种骨修复用C-Ca-P-Si四组元生物复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种骨修复用C‑Ca‑P‑Si四组元生物复合材料的制备方法，在碳纤维毡表面制备出Ca‑P基生物陶瓷层，然后在碳纤维毡的内部制备出辐射状SiC纳米针，进而在辐射状SiC纳米针的表面制备球形热解碳，最终形成C‑Ca‑P‑Si四组元生物复合材料。本发明制备的C‑Ca‑P‑Si四组元生物复合材料的压缩强度最大值为30.4MPa，该界面结合强度最大值为比背景技术报道的界面结合强度最大值提高了52.0％。

技术领域

本发明属于一种生物材料的制备方法，涉及一种骨修复用C-Ca-P-Si四组元生物复合材料的制备方法。

背景技术

在人类社会的发展过程中，人的生活质量是永恒的追求目标。但是由于疾病、运动创伤和老龄化等因素导致的骨骼的病变和损伤严重影响了人们的生活质量，需要借助人工骨骼修复材料来恢复功能。但是目前使用的人工骨骼修复材料的服役寿命大多在15年以下。因此，许多骨骼疾病患者需要进行二次返修或再置换，为病人增加了手术痛苦和经济负担。为解决上述问题，研究人员一方面致力于改善传统人工骨骼修复材料的性能、提高其使用寿命；另一方面致力于研发新型生物材料用于人工骨骼修复。

文献1“张爱娟，高增丽，王卫伟等.有机泡沫浸渍法制备多孔羟基磷灰石生物支架的研究.山东大学学报(工学版),2012,42(03):105-109”报道了采用聚氨酯海绵为模板制备了羟基磷灰石生物材料，该材料的压缩强度可达到3.5MPa。

文献2“李敏，张厚安，谭香玲等.具有多孔结构的HA/TiO₂生物材料的制备工艺研究.矿冶工程,2012,32(4):106-108”报道了采用有机泡沫法和高温烧结法制备HA/TiO₂生物材料，发现该材料的压缩强度为4.0MPa。

文献3“纪妲，何星等.泡沫炭材料及其在生物工程材料中的应用.世界复合医学,2015,10(04):343-346”。报道了使用泡沫炭作为新型生物材料，该炭泡沫的压缩强度可达20.0MPa。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种骨修复用C-Ca-P-Si四组元生物复合材料的制备方法。

技术方案

一种骨修复用C-Ca-P-Si四组元生物复合材料的制备方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将碳纤维毡置于浓度为1～3mmol/L的氯化钙溶液中浸泡12-36小时，然后在空气中自然干燥，得到物质A；

步骤2：以物质A做为一个电极，以石墨为另一个电极，完全浸泡在硝酸钙和磷酸二氢铵组成的混合溶液中，施加1～3mA的电流，施加电流持续时间为10～50秒，在空气中自然干燥，得到物质B；

所述混合溶液中：硝酸钙浓度为0.03～0.06mmol/L，磷酸二氢铵浓度为0.01～0.02mmol/L，硝酸钙和磷酸二氢铵的摩尔比例为3；

步骤3：将正硅酸乙酯和无水乙醇按照1:1～2:1的摩尔比例混合，搅拌30～60分钟，然后加入浓度为0.01～0.02mmol/L的磷酸二氢铵水溶液，继续搅拌30～60分钟，然后加入盐酸，继续搅拌1～2小时，所得液体标记为C；

所述磷酸二氢铵与正硅酸乙酯的摩尔比例为1:1～2:1；

所述盐酸与正硅酸乙酯的比例为1:5～1:8；

步骤4：将物质B浸泡到液体C中，常温浸泡12～24小时，在空气中自然干燥得到的物质标记为D；

步骤5：将物质D在温度为900～1100度，甲烷流量为0.8～1.2L/分钟，氩气流量为1.0-2.4L/分钟的条件下处理3～6小时，得到物质标记为E；