[发明专利]一种羟基磷灰石/氧化铝复合生物陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物材料领域，特别涉及一种羟基磷灰石/氧化铝复合生物陶瓷及该生物陶瓷的制备方法。

背景技术

随着材料科技的发展，生物材料因其对机体组织进行修复、替代与再生的特殊性能，已经成为当今生物医学领域重要的研究方向之一。生物硬组织代用材料最早是使用体骨、动物骨，后来发展到采用不锈钢和塑料，由于不锈钢存在溶析、腐蚀和疲劳问题，塑料存在稳定性差和强度低的问题。因此造成生物材料发展的瓶颈，生物陶瓷的出现，改善了现有替代材料的不足，因其诸多优势，因此，生物陶瓷具有了广阔的发展前景。

磷酸钙陶瓷(CPC)是生物活性陶瓷材料中的重要种类，目前研究和应用最多的是羟基磷灰石(HA)和磷酸三钙(TCP)。磷酸钙陶瓷含有CaO和P₂O₅两种成份，是构成人体硬组织的重要无机物质，植入人体后，其表面同人体组织可通过键的结合，达到完全亲和。其中，HA在组成和结构上与人骨和牙齿非常相似，HA能使骨细胞附着在其表面, 随着新骨的生长，这个连接地带逐渐萎缩，并且HA通过晶体外层成为骨的一部分, 新骨可以从HA 植入体与原骨结合处沿着植入体表面或内部贯通性孔隙攀附生长。HA生物活性陶瓷是典型生物活性陶瓷，植入体内后能与组织在界面上形成化学键性结合,具有较高的力学性能，在人体生理环境中可溶解性较低。

氧化铝陶瓷具有较高的抗弯强度，耐磨性能好，耐热性好，且可以直接与骨固定，已被用作人工骨、牙根或关节，60年代后广泛用作硬组织修复，多用于全臀复位修复术及股骨和髋骨部连接。氧化铝陶瓷相对于羟基磷灰石(HA)具有更为优秀的力学性能。

发明内容

本发明解决的技术问题：针对上述不足，克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种羟基磷灰石/氧化铝复合生物陶瓷及其制备方法。

本发明的技术方案：一种羟基磷灰石/氧化铝复合生物陶瓷，由以下质量份数的各个组分制备而成：

羟基磷灰石40-60份、贝壳粉10-20份、纳米氧化铝15-25份、氧化锆5-12份、氧化镁3-8份、磷酸氢钙5-10份和纳米氧化锌2-5份。

作为优选，各个组分的质量份数为：羟基磷灰石45-56份、贝壳粉12-18份、纳米氧化铝18-23份、氧化锆6-10份、氧化镁4-7份、磷酸氢钙6-10份和纳米氧化锌3-4份。

作为优选，各个组分的质量份数为：羟基磷灰石51份、贝壳粉17份、纳米氧化铝22份、氧化锆8份、氧化镁5份、磷酸氢钙8份和纳米氧化锌3份。

一种羟基磷灰石/氧化铝复合生物陶瓷的制备方法，制备步骤如下：

（1）称量：准确称取各个组分；

（2）球磨：将各个组分混合在一起，放入球磨机进行研磨混合；

（3）冷压成型：将混合粉体进行冷压成型；

（4）将成型后的粉体放入模具中，进行高温煅烧，温度为1100℃-1400℃，压力300-600MPa，时间3-10h；

（5）煅烧之后，待冷却取出，即得到块状羟基磷灰石/氧化铝复合生物陶瓷。

作为优选，步骤（4）中煅烧的温度为1220℃。

作为优选，步骤（4）中煅烧的压力为450MPa。

有益效果：本发明提供的羟基磷灰石/氧化铝复合生物陶瓷，是用氧化铝陶瓷加强羟基磷灰石的力学性能，羟基磷灰石是一种非常理想的骨骼替代修复生物材料，其已经具备一定的力学性能，但并不能满足重负荷或者高强度骨骼部位的力学支撑作用；氧化铝陶瓷是生物惰性陶瓷，具备良好的力学性能，将生物惰性陶瓷与羟基磷灰石陶瓷进行复合，不仅没有影响其生物相容性，反而更好的提高了羟基磷灰石生物陶瓷的力学性能。

因此，本发明提供的羟基磷灰石/氧化铝复合生物陶瓷不仅具有较高的生物相容性，延续了羟基磷灰石优良的作用，且进一步提高了生物陶瓷的力学性能，是一种非常理想的骨骼替代修复材料。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解， 这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

实施例 1：

一种羟基磷灰石/氧化铝复合生物陶瓷，包括以下质量份数的各个组分：

羟基磷灰石40份、贝壳粉10份、纳米氧化铝15份、氧化锆5份、氧化镁3份、磷酸氢钙5份和纳米氧化锌2份。

根据本发明提供的制备方法制备羟基磷灰石/氧化铝复合生物陶瓷，步骤如下：

（1）称量：准确称取各个组分；