[发明专利]一种氮化硅医用植入材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种氮化硅医用植入材料及其制备方法，所述一种氮化硅医用植入材料，由以下重量份数的原料组成：氮化硅粉体80‑90份、氧化锌抗菌剂1‑10份、烧结助剂5‑20份，其中，氧化锌抗菌剂为四针状氧化锌晶须或四针状氧化锌晶须与纳米氧化锌粉体的混合物。将抗菌剂通过研磨混合的方式加入到氮化硅基体中，使得材料整体均具有抗菌效果，方便后续按照所需植入体尺寸进行机械加工。

技术领域

本发明涉及植入材料的抗菌改性领域，尤其涉及一种氮化硅医用植入材料及其制备方法。

背景技术

氮化硅基陶瓷材料是人体骨骼、关节、牙列缺失的理想植人体材料，目前对医用植入材料氮化硅的研究多集中在抗弯强度、断裂韧性、耐磨性能的优化。“氮化硅陶瓷作为人工髓关节材料的摩擦试验研究”(周银生，中国生物医学工程学报，2001年第20卷第4期)对单一氮化硅陶瓷的摩擦性进行了考察；CN103435356A公开了一种制备氮化硅人工陶瓷关节的方法，氮化硅陶瓷关节抗弯强度大于700MPa，断裂韧性大于6MPa·m^1/2，体积磨损率小于1mm³/1000万周期；Amedica公司开发出了世界首个3D打印氮化硅医疗植入物，可定制化制造用于细胞分化和新生血管的骨支架。

然而对氮化硅材料的抗菌改性方法研究较少，专利CN105565819A介绍了一种采用酸性氧化电解液或者金属离子辅助酸性氧化电解液方式调节氮化硅陶瓷生物活性和抑菌性能的方法。根据现有研究表明导致植入失败的主要原因之一是植入体相关术后感染问题，尤其在植入初期，如何提高医用植入材料的抗菌性、降低致病菌在植入体表面的黏附和生长非常重要，目前使用的银系抗菌剂在一定程度存在细胞毒性增加的风险，不适宜推广使用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种氮化硅医用植入材料及其制备方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种氮化硅医用植入材料，由以下重量份数的原料组成：

氮化硅粉体80-90份、氧化锌抗菌剂1-10份、烧结助剂5-20份，其中，氧化锌抗菌剂为四针状氧化锌晶须或四针状氧化锌晶须与纳米氧化锌粉体的混合物。

进一步的，由以下重量份数的原料组成：氮化硅粉体87份、氧化锌抗菌剂3份、烧结助剂10份。

进一步的，所述四针状氧化锌晶须与纳米氧化锌粉体1：1混合。

进一步的，所述氮化硅粉体的α相含量大于92％。

进一步的，所述烧结助剂为Y₂O₃、MgO中的一种或两种的组合物。

根据本发明的另一个方面，提供了一种氮化硅医用植入材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将以下重量份数的原料研磨：

氮化硅粉体80-90份、氧化锌抗菌剂1-10份、烧结助剂5-20份，其中，氧化锌抗菌剂为四针状氧化锌晶须或四针状氧化锌晶须与纳米氧化锌粉体的混合物；

S2、将步骤S1研磨后的粉料进行冷等静压处理；

S3、在氮气气氛下进行烧结，烧结温度为1600-1750℃，保温1-3h后冷却至室温，即得。

进一步的，烧结时的烧结压力为3-8MPa。

进一步的，所述冷等静压的压力为90-120MPa、保压3-10s。

进一步的，进行冷等静压处理前进行预压处理，所述预压压力为10-30MPa。

进一步的，步骤S1的研磨方式为球磨：选用无水乙醇为溶剂，氮化硅球为研磨介质，按原料：氮化硅球：溶剂＝1:2:1的比例，球磨至混合均匀，球磨结束后将粉料烘干至恒重并过30-80目筛。