[发明专利]一种硼硅酸钙生物材料、制备方法及其应用有效
申请号: | 201410304277.3 | 申请日: | 2014-06-30 |
公开(公告)号: | CN104058730A | 公开(公告)日: | 2014-09-24 |
发明(设计)人: | 黄彦林;祁淑云 | 申请(专利权)人: | 苏州大学 |
主分类号: | C04B35/01 | 分类号: | C04B35/01;C04B35/622;C04B35/624;A61L27/02;A61K6/027 |
代理公司: | 苏州创元专利商标事务所有限公司 32103 | 代理人: | 陶海锋 |
地址: | 215123 江苏省*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 硅酸 生物 材料 制备 方法 及其 应用 | ||
技术领域
本发明涉及一种硼硅酸钙生物材料、制备方法和用途,特别涉及一种化学式为Ca2SiB2O7的硼硅酸钙生物材料,属于生物材料领域。
背景技术
天然骨是一种具有精密分级结构的复杂生物复合材料,它通过有机、无机成分共同构建而成,其有机成分主要是I型胶原蛋白(Type I collagen),它赋予骨组织弹性及韧性,无机成分主要由磷酸钙(Calcium phosphate),尤其是生物磷灰石(Biologicalaptite)构成,它赋予骨组织足够的刚度和强度。理想的骨组织工程支架材料应当具有三维多级网络结构,对于理想的骨组织“修复”或者“替换”策略,要求植入体的材料成分与受损组织相当或者接近,植入体材料结构尽可能符合受损组织的解剖结构,同时具有足够的生物活性,容易整合修复周围骨组织,并有可能具有主动诱导、修复、重建骨再生的生物学功能。由于对活骨化学、生物特性的不断了解,人们更有能力设计和开发出模仿这些特性的材料,理想的骨移植替代材料应当具有成骨性、生物相容性、可吸收降解、可提供结构支撑、临床使用方便、价格低廉。
羟基磷灰石是生物硬组织的重要无机组元,因其具有良好的生物相容性和骨诱导能力,在植入人体后能与人体骨骼组织在界面形成紧密的化学键结合,诱导骨组织的生长,促进骨修复,是很好的硬组织替代材料,目前已成功应用于牙科、整形外科和上颌面重建等领域。
磷酸钙类陶瓷,如羟基磷灰石和β-磷酸三钙陶瓷的显著优点在于他们的组成与骨的矿化相组成非常类似,这类物质具有比较优良的相容性和成骨传导性,但磷酸钙类陶瓷的力学强度较低,近来的研究表明磷酸钙类陶瓷的降解性较缓慢,特别是烧结后的羟基磷灰石在体内降解非常缓慢。研究发现某些硅酸盐相对于传统的磷酸钙在力学、降解性及生物学效应方面都表现出了独特的优点,其主要原因在于硅酸盐生物陶瓷能够通过释放硅(Si)离子等生物活性离子,显著地促进骨组织细胞的增殖、分化及骨组织修复。而且,硼硅酸盐的制备方法简单易行,能耗低,因此研究这种富含Ca、B、Si的生物材料具有一定的意义。
到目前为止,已有文献[G. Giuli, L. Bindi, and P. Bonazzi, Rietveld refinement of okayamalite, Ca2SiB2O7: Structural evidence for the B/Si ordered distribution, American Mineralogist, 2000, 85(10): 1512-1515]报道了Ca2SiB2O7的结构,而纯相硼硅酸钙Ca2SiB2O7材料作为生物材料尚未见报道。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种适用于生物和医用领域的硼硅酸钙材料、制备方法及其用途。
为达到以上目的,本发明采用的技术方案是提供一种硼硅酸钙生物材料,它的化学式为Ca2SiB2O7。
本发明技术方案包括如上所述的Ca2SiB2O7硼硅酸钙生物材料的制备方法,具体涉及以下几种:
1、采用高温固相法,包括以下步骤:
(1) 以含钙离子Ca2+的化合物、含硅离子Si4+的化合物和含硼离子B3+的化合物为原料,按通式Ca2SiB2O7中对应元素的化学计量比称取各原料,研磨并混合均匀;
(2) 将步骤(1)得到的混合物在空气气氛下预煅烧1~2次,预煅烧温度为300~900℃,煅烧时间为1~15小时,自然冷却后,研磨并混合均匀;
(3) 将步骤(2)得到的产物按如下工艺或中的一种制备得到硼硅酸钙生物材料:
在空气气氛中煅烧,煅烧温度为900~1100℃,煅烧时间为2~15小时,自然冷却,再经研磨、混合均匀后,得到Ca2SiB2O7粉末;
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