[发明专利]一种高性能生物陶瓷材料

说明书

本发明公开了一种高性能生物陶瓷材料，其配方如下：磷酸铵30‑50份、氯化钙25‑35份、纳米碳酸钙8‑14份、氮化硅4‑10份、水玻璃10‑16份、氯化铝10‑15份、钛酸正丁酯11‑15份、分散剂3‑4份、去离子水20‑40份，并提供了制备方法。本发明的陶瓷生物相容性较好，生物活性较高，具有一定的抗炎杀菌性能，同时，具备良好的机械性能，可作为骨骼修复替代生物材料。

技术领域

本发明属于骨骼修复技术领域，具体涉及一种高性能生物陶瓷材料。

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。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。

发明内容

本发明的目的是提供一种高性能生物陶瓷材料，本发明的陶瓷生物相容性较好，生物活性较高，具有一定的抗炎杀菌性能，同时，具备良好的机械性能，可作为骨骼修复替代生物材料。

一种高性能生物陶瓷材料，其配方如下：

磷酸铵30-50份、氯化钙25-35份、纳米碳酸钙8-14份、氮化硅4-10份、水玻璃10-16份、氯化铝10-15份、钛酸正丁酯11-15份、分散剂3-4份、去离子水20-40份。

所述分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮。

作为优选，各组分为磷酸铵35-45份、氯化钙28-33份、纳米碳酸钙9-11份、氮化硅6-8份、水玻璃13-15份、氯化铝11-14份、钛酸正丁酯13-14份、分散剂3-4份、去离子水30-35份。

作为优选，各组分为磷酸铵38份、氯化钙31份、纳米碳酸钙10份、氮化硅7份、水玻璃14份、氯化铝13份、钛酸正丁酯14份、分散剂4份、去离子水33份。

所述生物陶瓷材料的制备方法，其步骤如下：

步骤1，将磷酸铵和氯化钙加入至去离子水中，搅拌均匀，形成悬浊液；

步骤2，将纳米碳酸钙、氮化硅、水玻璃、氯化铝依次加入至去离子水中，搅拌均匀，形成混合浆液，

步骤3，将分散剂与钛酸正丁酯同时加入至浆液中进行搅拌处理，形成前驱浆液；

步骤4，将前驱浆液进行曝气反应3-5h；

步骤5，曝气反应结束后，放入旋蒸仪中进行旋转蒸发形成粘稠浆液；

步骤6，将粘稠浆液进行二次曝气反应2-4h，冷压成型，然后进行加压高温反应；

步骤7，反应结束后，自然冷却，即可得到生物陶瓷材料。

所述制备方法中的搅拌速度为300-1000r/min。

所述步骤4中的曝气反应采用氨气气体，所述曝气反应的气体流速为15-30mL/min，所述曝气反应为循环曝气反应，所述曝气反应的压力为0.5-1.2MPa，所述反应温度为室温。

所述步骤5中的旋转蒸发反应的温度为80-100℃，所述旋蒸蒸发的压力为0.2-0.5MPa