[发明专利]一种锌-镁/羟基磷灰石多孔复合材料的制备方法

说明书

本发明公开一种锌‑镁/羟基磷灰石多孔复合材料的制备方法，属于生物医用材料技术领域。本发明方法为：以金属锌粉与镁粉和纳米羟基磷灰石粉末为原料，锌粉与镁粉和纳米羟基磷灰石按质量比1％～10％:1％～10％:98％～80％进行配比，称取，球磨，烘干，研磨后得到复合粉末；将复合粉末与医用级碳酸氢铵根据体积百分比为40％～60％:60％～40％的比例进行混合，混合均匀压制得到长条状坯体；采用放电等离子烧结制备出锌‑镁/羟基磷灰石多孔复合材料。本发明所制备出的复合材料孔隙率在40％～60％和孔径尺寸在100～500μm且可控，可根据实际的需求，制备出满足各种不同需求的复合材料，如骨支架、骨填充及硬组织缺损部分的修复材料等。

技术领域

本发明涉及一种锌-镁/羟基磷灰石多孔复合材料的制备方法，属于生物医用材料领域制备技术。

背景技术

生物医用复合材料是指两种或两种以上的不同生物医用材料复合而成的生物医用材料，它主要用于人体组织的修复、替换和人工器官的制造。自然界中和人体组织中很多是天然的复合材料，如人体骨骼是由胶原、蛋白质与无机物的一种纤维增强复合材料。传统的单一种类生物医用材料，某些方面能很好满足生物医用，但在另外一些方面却达不到标准，甚至会产生反作用，不能满足临床应用。利用不同性质的材料复合而成的生物医用材料，不仅具有组分材料的性质，还能得到单组分材料不具备的新特性。

申请号为201711047520.8的中国专利公开了一种多孔锌镁合金/羟基磷灰石复合材料的制备方法。该方法采用采用羟基磷灰石、镁和锌为原料，以氯化钠晶体为造孔剂，通过配粉、球磨混粉，放电等离子烧结、去除造孔剂，制成多孔锌镁合金/羟基磷灰石复合材料块体，其密度为2.94g/cm³，孔隙率为53％，孔径≤450μm，屈服强度为60MPa，弹性模量为4GPa。目前采用锌为基体加入羟基磷灰石和镁来提高生物相容性，锌是一种安全范围较窄的金属元素，植入后锌离子快速释放，造成细胞毒害；而且采用NaCl作为造孔剂，烧结过程中易于HA产生反应生成Ca₅(PO₄)₃Cl等化合物，导致复合材料成分不纯净。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有技术以锌为基体加入羟基磷灰石制备的锌-镁/羟基磷灰石多孔复合材料存在细胞毒害的问题，由于锌是一种安全范围较窄的金属元素，成年男子的需求量为10～20mg/d，而中毒量为80～400mg/d，且多为急性症状，植入后锌离子快速释放，造成细胞毒害。

为了达到上述目的，本发明采用一种锌-镁/羟基磷灰石多孔复合材料的制备方法，主要包括下列几个步骤：

(1)选用金属锌粉、镁粉和纳米羟基磷灰石作为原料，其中，锌粉的质量百分比为：1％～10％，镁粉的质量百分比为：1％～10％，纳米羟基磷灰石的质量百分比为:98％～80％。

(2)将步骤(1)称取的粉末放入不锈钢球磨罐中，放入适量的不锈钢磨球，并将其抽真空，上述过程均在真空手套箱中完成；球磨后，进行烘干、研磨。

(3)将步骤(2)得到的复合粉末与医用级碳酸氢铵粉末按体积百分比40％～60％:40％～60％进行混合。

(4)在自制的不锈钢模具内壁均匀地涂上适量凡士林，向模具中加入步骤(2)得到的混合粉末，置于压力机上进行预压，将其压制成长条状预压坯。

(5)在自制的石墨模具放入步骤(4)所得的长条状预压坯，置于放电等离子烧结炉中，烧结炉内部真空度抽至10^-3～10^-4Pa后，以100～150℃/min的升温速率升温至600～800℃，保温2～3min，然后以25～50℃/min的升温速率升温至700～900℃，保温5～10min；烧结完成后，随炉冷却至室温后，获得锌-镁/羟基磷灰石多孔复合材料。