[发明专利]一种磁性生物活性玻璃及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种磁性生物活性玻璃及其制备方法与应用，所述磁性生物活性玻璃为：将具有核壳结构的玻璃进行高温煅烧后获得；所述具有核壳结构的玻璃为：以四氧化三铁为核层，以二氧化硅和氧化钙双层为壳层包覆在所述核层上的核壳结构，所述高温煅烧后，所述四氧化三铁氧化为磁γ‑氧化铁。所述方法包括：向硅酸钠透明胶体中添加四氧化三铁和氧化镁，后滴加浓硫酸至pH为7～8，在50～70℃下反应，过滤，清洗、过滤和干燥，得到黑色固体粉末；加入四水硝酸钙饱和溶液中热处理，后高温煅烧，获得所述磁性生物活性玻璃。本发明工艺简单、成本低、煅烧温度较低，使其表面具备微孔结构，比表面积更大，更利于材料的矿化，提高了材料的生物活性。

技术领域

本发明涉及生物医用材料技术领域，特别涉及一种磁性生物活性玻璃及其制备方法与应用。

背景技术

生物活性玻璃由Hench教授发明，由于其特殊的成分结构，植入人体后，会在生物环境中发生一系列特殊的表面反应，在表面形成矿化层，有利于与周围组织的结合。正是由于生物活性玻璃的上述特性，其具备良好的生物活性和组织修复能力，在临床上有着广泛的应用。骨肿瘤一直为骨科领域的一个难题，在去除病灶后，植入骨修复材料后，依然容易复发，给患者带来极大痛苦。而肿瘤细胞的耐热能力较差，当温度达到40℃以上时，基本能够有效杀死肿瘤细胞，这便给骨肿瘤的治疗带来了新的方向。由于磁热效应，当骨植入材料具备磁性时，在交变磁场中，会产生大量的热量。在植入体内后可通过长期的热处理，有效杀灭肿瘤细胞，所以具备磁性的骨植入材料是治疗骨肿瘤的有效手段。

传统的生物活性玻璃为氧化钙、二氧化硅、五氧化二磷和氧化钠等氧化物在1300℃以上的条件下高温煅烧而成，但对设备要求高，生产过程较为危险。第二代生物玻璃的制备方法为凝胶法，采用正硅酸四乙酯、磷酸三乙酯、硝酸钙等在酸或者碱催化的条件下水解、后经陈化、干燥、煅烧而得，该方法能够大大降低煅烧温度，但是所需原材料价格较为昂贵，合成周期较长。且现有技术中的生物活性玻璃的生物活性均有待提高。

因此，如何开发一种煅烧温度低、工艺简单、成本低的方法来制备一种生物活性高的磁性生物活性玻璃，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明目的是提供一种磁性生物活性玻璃及其制备方法与应用，该方法工艺简单、成本低、且煅烧温度较低，使其表面具备微孔结构，比表面积更大，更利于材料的矿化，提高了材料的生物活性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

在本发明的第一方面，提供了一种磁性生物活性玻璃，所述磁性生物活性玻璃为：将具有核壳结构的玻璃进行高温煅烧后获得；

所述具有核壳结构的玻璃为：以四氧化三铁为核层，以二氧化硅和氧化钙双层为壳层包覆在所述核层上的核壳结构，且所述核壳结构中含有氧化镁；

所述高温煅烧后，所述四氧化三铁氧化为磁性氧化铁，所述磁性氧化铁为γ-氧化铁或者γ-氧化铁和α-氧化铁的混合物。

进一步地，所述磁性生物活性玻璃的化学成分以质量分数计包括：二氧化硅37.67％～62.78％、氧化钙15.67％～26.11％、氧化铁5.56％～43.33％和氧化镁3.33％～5.56％。

进一步地，所述磁性生物活性玻璃的粒径为0.1μm～2000μm。

本发明的第二方面，提供了一种磁性生物活性玻璃的制备方法，所述方法包括：

将五水偏硅酸钠配制成硅酸钠透明胶体；

向所述硅酸钠透明胶体中添加四氧化三铁和氧化镁，后滴加浓硫酸直至pH为7～8，在50～70℃的条件下反应20～40h，过滤，得到黑色固体；

将所述黑色固体清洗、过滤和干燥，得到黑色固体粉末；

将所述黑色固体粉末加入四水硝酸钙饱和溶液中进行热处理，得到黑色块状固体；