[发明专利]一种生物活性多层化复相陶瓷微球材料、制备方法及应用

权利要求书

1.一种生物活性多层化复相陶瓷微球材料，其特征在于，它是由异质离子摻杂的β-磷酸三钙和异质离子摻杂的硅酸钙交替包裹而成的多层化复相陶瓷微球，异质离子镁、锶、锌的一种或任意二种或三种替代钙，硅替代磷，微球的颗粒度为300 μm~4 mm；多层化复相陶瓷微球中掺杂硅、锶、锌和镁的质量百分含量分别为0~2.0%、0~1.5%、0~1.5%和0~5.0%，并且掺杂的锶、锌和镁中至少一种不为0。

2.根据权利要求1所述的一种生物活性多层化复相陶瓷微球材料，其特征在于，所述的硅酸钙是β-硅酸钙、α-硅酸钙或任意比例的复合物。

3.根据权利要求1所述的一种生物活性多层化复相陶瓷微球材料，其特征在于，所述的多层化复相陶瓷微球是由两层构成：β-磷酸三钙核层-硅酸钙外壳层，或硅酸钙核层-β-磷酸三钙外壳层；或者由三层构成：β-磷酸三钙核层-硅酸钙内壳层-β-磷酸三钙外壳层，或硅酸钙核层-β-磷酸三钙内壳层-硅酸钙外壳层；或者由四层构成：β-磷酸三钙核层-硅酸钙内壳层-β-磷酸三钙次外壳层-硅酸钙外壳层，或硅酸钙核层-β-磷酸三钙内壳层-硅酸钙次外壳层-β-磷酸三钙外壳层，微球中不存在严格的层数和各层厚度限制。

4.根据权利要求1所述的一种生物活性多层化复相陶瓷微球材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1) 将含异质离子无机盐和无机钙盐的混合水溶液滴入到pH为10.2~11.0的含PO₄^3-、SiO₃^2-无机盐水溶液中，Ca²⁺和异质离子总的摩尔浓度与PO₄^3-和SiO₃^2-的总摩尔浓度为之比为3:2, Ca²⁺与异质离子的摩尔浓度之比1:(0.02~0.2)，PO₄^3-与SiO₃^2-的摩尔浓度为之1:(0~0.2)，持续搅拌并将反应沉积物过滤、去离子水洗涤后，再用无水乙醇洗涤，烘干，经700~1300^oC下煅烧和球磨处理，从而获得异质离子摻杂的β-磷酸三钙粉体；

2) 将总摩尔浓度为0.1~0.35 mol/L的无机钙盐和异质离子无机盐的混合水溶液滴入到等摩尔浓度pH值为10.2~10.8的含SiO₃^2-无机盐水溶液中，Ca²⁺与异质离子的摩尔浓度之比1:(0.01~0.20)，将反应沉积物过滤、去离子水洗涤后，再用无水乙醇洗涤，烘干，经700~1280^oC下煅烧和球磨处理，从而获得异质离子摻杂的硅酸钙粉体；

3) 将异质离子摻杂β-磷酸三钙粉体、硅酸钙粉体分别分散到浓度为0.3~ 3.5%的海藻酸钠水溶胶中，搅拌形成糊状物，粉体在水溶胶中的质量百分含量均为5~45%；再将两种糊状物分别置入分别与同轴多层管状喷头相连的各个储液池中，再同步推射到喷头口形成同心的多层化糊状物液滴，保证糊状物液滴中相邻层无机盐互不相同，再将该多层化糊状物液滴用含0.05~0.2 mol/L钙离子的无机盐水溶液接收形成凝固微球颗粒，再将该凝固微球颗粒干燥出去水分，在700~1300^oC下煅烧处理，从而得到多层化复相陶瓷微球材料。

5.根据权利要求4所述的一种生物活性多层化复相陶瓷微球材料的制备方法，其特征在于：所述的无机钙盐是Ca(CH₃COO)₂、CaCl₂、Ca(NO₃)₂中的一种或者几者的任意组合；所述的异质离子无机盐是SrCl₂、Sr(NO₃)₂、ZnCl₂、Zn(NO₃)₂、MgCl₂和Mg(NO₃)₂中的一种或者几者的任意组合。