[发明专利]一种生物活性玻璃包覆改性氧化锆牙科陶瓷材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种生物活性玻璃包覆改性氧化锆牙科陶瓷材料的制备方法，具体为将可水解含硅化合物、磷酸三乙酯和硝酸盐溶于溶剂中，调节pH值，使其发生水解缩合反应，得到生物活性玻璃前驱体溶胶；将预先均匀分散的氧化锆悬浮液，加入到生物活性玻璃前驱体溶胶中，使之均匀分散，通过陈化将溶胶转化为凝胶，在氧化锆颗粒周围包覆上一层很薄的生物活性玻璃，高温烧结后，得到生物活性玻璃包覆改性氧化锆牙科陶瓷材料。本发明的氧化锆牙科陶瓷材料，具有良好的生物活性和优秀的力学性能，同时还能促进骨髓间质干细胞的增殖和成骨分化，从而有助于提高骨整合能力，对改善牙科材料修复效果，推动其更广泛的临床应用，具有重要的社会经济价值。

技术领域

本发明涉及牙科修复医用材料领域，特别涉及一种生物活性玻璃包覆改性氧化锆牙科陶瓷材料的制备方法。

背景技术

由于龋齿、牙周炎、牙齿创伤等造成的牙齿缺失是当前人类面临的最为常见的口腔疾病之一。50年代以前，教授首次提出利用钛金属替代以往的黄金贵金属成为新的口腔植入体，自此，种植牙因功能强，固位好等优点被誉为人类的“第三副牙齿”。目前市场上的主流种植产品是钛金属及其合金，虽然应用广泛，但是依然存在美观性差、有毒性以及生物机械适应性差等问题。而生物陶瓷特别是氧化锆陶瓷，因为具有颜色比较接近人的天然牙齿、力学强度较高、生物相容性好、耐腐蚀性强等优点，在临床上的应用潜力越来越大。然而，氧化锆陶瓷是一种惰性材料，在实际植入人体后，植入体与骨组织之间会形成纤维结缔组织包绕的界面层而无法与周围骨组织及其他组织发生整合，最终可能造成种植体的失败。

已知具有生物活性的陶瓷材料，植入人体后能够在体内生成类骨羟基磷灰石层，从而能与周边的骨组织发生化学性结合。因此，可以通过提高氧化锆陶瓷表面的生物活性来提高种植成功几率。目前提高氧化锆陶瓷表面生物活性的机理主要是通过表面处理或者复合生物活性物质，使其表面产生有机功能基团(Zr-OH)或者是沉积生物活性钙磷涂层(Ca-P)，来改善惰性陶瓷的生物活性。围绕此机理，主要有以下三种改性方法：第一种直接在氧化锆基体内复合生物活性比较好的第二相物质，如，羟基磷灰石、生物活性玻璃、磷酸钙等，虽然生物活性显著提高，但因为第二相的强度较低，会造成陶瓷整体力学强度的急剧下降；第二种主要是通过溶胶凝胶法、电泳沉积法、等离子喷涂、仿生矿化等方法在陶瓷表面沉积生物活性涂层，如，磷酸盐涂层、生物活性玻璃涂层、羟基磷灰石涂层，此种方法在一定程度上能明显提高陶瓷表面的生物活性，应用也比较广泛，但是因为表面的涂层与基体之间的结合主要属于物理结合，界面结合力不高，在口腔环境中容易发生溶解和剥落，长期修复效果也不佳；第三种方法主要是通过喷砂、酸碱处理、激光或紫外处理以及微图案化来改变陶瓷材料表面的性能，如粗糙度、超亲水性，或者是产生Zr-OH，改善细胞在材料表面的黏附和整合性能，从而提高植入效果，但是此种方法所获得的效果经常是不确定的，还容易诱导氧化锆陶瓷表面发生四方相向单斜相的转变，影响材料的可靠性和力学稳定性。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于一种生物活性玻璃包覆改性氧化锆牙科陶瓷材料的制备方法，制备得到的氧化锆陶瓷材料具有较好的生物活性，同时又保持了较高力学性能，还能促进骨髓间质干细胞的增殖和成骨分化从而有助于提高骨整合能力，制备工艺较简单。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种生物活性玻璃包覆改性氧化锆牙科陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)以可水解含硅化合物和硝酸盐为原料制备生物活性玻璃前驱体溶胶；

或者，以可水解含硅化合物、硝酸盐和磷酸三乙酯为原料制备生物活性玻璃前驱体溶胶；

(2)将氧化锆粉末分散于溶剂中，按照分散剂与氧化锆质量比为0～10wt％加入分散剂，调节pH值为7～14，超声分散5～60min，以200～1000r/min的速度搅拌，制备得到氧化锆分散溶液；