[发明专利]一种有机/无机复合材料及其制备方法和在义齿制作中的用途

说明书

本发明提供了一种有机/无机复合材料及其制备方法和在义齿制作中的用途，所述复合材料包含主体原料和辅料，其中主体原料为热固性丙烯酸酯类聚合物与氧化锆陶瓷粉；本发明的复合铸造蜡模料由二步本体聚合法制备得到。本发明提供的复合材料硬度介于热固性丙烯酸酯塑料与氧化锆陶瓷之间，具有耐磨、韧性好、生物安全性高等特点，经机械精密加工后，可作为软骨、义齿、关节、以及非结构性人造骨材料使用。

技术领域

本发明涉及生物材料技术领域，尤其涉及一种有机/无机复合材料制备方法和在义齿制作中的用途。

背景技术

随着材料科学的迅速发展，具有适当硬度、耐磨性、韧性以及生物安全性的医学材料备受关注。目前，包括金属、陶瓷和有机聚合物为代表的材料已经广泛应用于制备人造软骨、义齿、关节等需要一定力学支撑强度的人体组织；然而，研究人员发现这些材料虽具有各自的优点，但还是无法满足人体组织的要求。如在作为关节使用时，陶瓷和金属的硬度较大，其会对原有组织产生二次伤害；另外，陶瓷产品较脆，很容易在使用过程中由于外力的作用而破碎；聚合物材料虽然对原组织的损伤较小，但长期使用会产生一定的磨损，由磨损带来的微屑则较易引起相应组织的发炎及病变。

因此，研发一种对原组织的损伤较小并具有较强耐磨性的医学材料已成为目前亟待解决的问题。

作为典型的聚合物材料，热固性的聚丙烯酯类高分子材料可替代金属以及其他热固性塑料用于制备工艺品、人体组织、义齿以及其他日常生活用品。通过本体聚合技术可将聚丙烯酸酯类聚合物加工成所需的任何形状，也可以通过CAD制图和激光以及机械雕刻等方式得到所需形状。一般来说，具有两个及以上双键的丙烯酸酯类单体可通过链式聚合反应形成热固性聚合物，该类材料可在200℃以下长时间使用而不发生基本形变，力学性能也几乎不受影响。而且，采用聚丙烯酸类聚合物得到的热固性材料还具有尺寸精确、表面光滑、硬度适中且可控、制备过程简单，制备过程可重复性高等优点。

但是，单一组成的热固性聚丙烯酸酯类材料其耐磨性较差，在作为磨损件使用时，往往会在短期内由于器件之间的接触摩擦而产生不可逆的损伤。因此，如何改善聚丙烯酸酯类热固性材料的耐磨性成为了行业内的一大研究趋势。

CN104353120A公开了一种聚甲基丙烯酸酯/羟基磷灰石复合生物陶瓷材料的制备方法，其采用一步本体聚合方法制备得到复合生物陶瓷材料。虽然该材料的分散性好、力学强度高，且反应温度相对较低，不会降解羟基磷灰石，生物利用度更高，生产业更安全，然而，其在韧性和表面硬度以及加工性能方面还存在一定的缺陷。李石保等研究了在牙科CAD-CAM系统上加工聚甲基丙烯酸甲酯-氧化锆复合材料得到的牙科修复体，其采用丙烯酸酯类聚合物中的聚甲基丙烯酸酯和氧化锆通过原位聚合制备得到。虽然该材料在弯曲强度、断裂韧性、弹性模量和维氏硬度方面有所提到，然而，其在弹性模量和维氏硬度方面仍较低，且局限于牙科修复体。

因此，对于如何提高医学材料的硬度和强度，并使其内部成分均一，从而提高其加工性能和断裂韧性以及表面强度等成为了目前需要解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种有机/无机复合材料制备方法和在义齿制作中的用途。本发明所提供的复合材料在硬度方面介于热固性丙烯酸酯塑料与氧化锆陶瓷之间，且具有耐磨、韧性好、生物安全性高等特点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种有机/无机复合材料，其包含主体原料和辅料，其中主体原料为热固性丙烯酸酯类聚合物与氧化锆陶瓷粉。

本发明的复合铸造蜡模料中选择热固性丙烯酸酯类聚合物，使其与氧化锆陶瓷粉进行组合，能够使两者发挥协同作用，其中，相比单一的热固性丙烯酸酯类聚合物和氧化锆组分，其取得了超加和作用，能够使得复合铸造蜡模料在硬度方面介于热固性丙烯酸酯塑料与氧化锆陶瓷之间，并使其硬度、弯曲强度和断裂韧性比单独采用上述两种组分有所提高。