[发明专利]一种高产热比磁性生物活性玻璃陶瓷的制备方法

说明书

一种高产热比磁性生物活性玻璃陶瓷的制备方法，将Fe₃O₄磁性功能相和生物活性玻璃陶瓷前驱体相分别与高纯碳粉按一定比例复合，然后再将与碳粉复合后的粉体混合均匀，制备成浆料，采用有机海绵浸渍成型并干燥后，以少量碳粉包埋，在普通箱式电阻炉中高温煅烧后淬冷、清洗，制得磁性生物活性玻璃陶瓷。本发明制得的材料在组织安全磁场下有很强的生热能力，如在342kHz，1×10³A的交变磁场下产热比最高可以高达10w/g，高于同类产品。

技术领域

本发明涉及生物医用材料技术领域，具体涉及一种高产热比磁性生物活性玻璃陶瓷的制备方法。

背景技术

具有磁性的生物活性玻璃陶瓷，被认为是一种较理想的可以在骨肿瘤切除后进行骨肿瘤辅助治疗的生物材料。这是由于：一方面，该类材料是一种具有良好生物相容性的生物活性玻璃陶瓷，其具有良好的生物活性，具有骨修复修复功能。在生理环境下，其可以与体液发生离子交换，生成与人体骨骼相类似的羟基磷灰石层，与骨组织形成骨性键合，达到增强和修复缺损骨组织的目的，预防骨肿瘤切除后大面积骨组织缺损所致的骨折或骨不连；另一方面，这类材料具有磁性，在交变磁场作用下，其能吸收交变磁场的能量转化成热能，加热病变组织。利用肿瘤细胞比正常细胞对热更敏感的特点，在加热时会杀死或杀伤肿瘤细胞而不伤害正常细胞，预防术后肿瘤的复发与转移，特别对于那些对放疗和化疗都不敏感的骨肿瘤的术后治疗，该法无疑带来了新的希望。而由于是精确定位于植入病灶部位，可实现靶向热疗，副作用小，被誉为“绿色疗法”。同时，磁性生物玻璃陶瓷亦可以制备成多孔结构，可负载上化疗药物，实现化疗药物的靶向释放，减少化疗药物的使用剂量，降低毒副作用，并且若将热疗与化疗联用，还可以增强疗效。此外由于具有磁性，有研究还指出可以将该类该材料可作为造影剂和示踪剂等应用于临床。因此，磁性生物活性玻璃陶瓷的制备与研究受到关注。

对于磁性生物活性玻璃陶瓷而言，磁生热性能是至关重要的一个指标。强的磁生热性能、在交变磁场下高的产热比可以在较短时间达到疗效，减少组织暴露在交变磁场中的时间，降低灼伤风险和其他副作用。但是作为要行使多重功能的磁性生物活性玻璃陶瓷来说，使其具有良好的磁生热性能则是这类材料制备的一个难点。这是因为为复合材料提供生物活性的物质来自生物玻璃陶瓷基体中的Ca、Si和P等元素，在高温下他们极容易与来自磁性功能相中的Fe元素发生反应，消耗掉给材料提供磁性的物质，从而降低复合材料的磁性，直接影响到材料的磁生热能力，影响疗效。

为了制备出具有良好磁性的生物活性玻璃陶瓷，目前通常采用两种方法。其一：采用高温熔融法，将各玻璃组分的各固相原料熔融到1500℃左右，然后淬火，退火，在氮气气氛保护下析出晶体。这种方法能耗高，周期长，且制得的材料比表面积低，生物活性低；其二：采用溶胶-凝胶法制备生物玻璃后与磁性功能相复合，在诸如氢气等还原气氛保护下煅烧，利用气体的强还原作用，保证磁性功能相不被氧化，以获得良好磁性。该法制得的材料磁性和生物活性相对较好，但是还原性气氛的使用致使整个工艺过程风险很高，危险系数高，因为稍有不慎很容易引发爆炸危险，造成重大财产损失和人身伤害，同时，该工艺还需要气氛炉等特殊设备，制备条件要求很高，投入大，成本高。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的问题，提供一种高产热比磁性生物活性玻璃陶瓷的制备方法，制备的磁性生物活性玻璃陶瓷在人体安全交变磁场下，具有良好的磁生热性能、高产热比。

本发明为解决上述问题所采用的技术方案为：一种高产热比磁性生物活性玻璃陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、取生物活性玻璃陶瓷前驱体和碳粉，将生物活性玻璃陶瓷前驱体和碳粉按照1：0.1~1：2的质量比进行混合，并研磨均匀，制得改性复合物A，备用；

步骤二、取Fe₃O₄和碳粉，将Fe₃O₄和碳粉按照1：0.1~1：2的质量比进行混合，并研磨均匀，制得改性复合物B，备用；