專利名稱：生物醫(yī)學(xué)陶瓷材料的離子束轟擊接枝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物醫(yī)學(xué)用陶瓷材料的制備方法，屬醫(yī)學(xué)外科用品材料領(lǐng)域。
植入人體的生物醫(yī)學(xué)材料有高分子、金屬和無機材料。金屬和無機材料中的陶瓷材料多用于人體硬組織部位，有機材料多用于軟組織部位。與金屬和高分子材料相比，臨床使用的生物陶瓷材料在人體內(nèi)具有化學(xué)穩(wěn)定性好、組織親和力強、抗壓強度高、易于高溫消毒等優(yōu)點，可以作為牙和骨等人體硬組織的置換材料。但其缺點是抗沖擊強度低和加工成型困難。
本發(fā)明的目的是針對已有技術(shù)的不足之處，用離子束轟擊方法制備一種新型的生物醫(yī)學(xué)陶瓷材料，以改善生物陶瓷材料表面的生物相容性，使生物惰性陶瓷轉(zhuǎn)化成生物活性陶瓷，在生物活性陶瓷材料表面接枝出新的官能團，促進生物反應(yīng)的進行。
本發(fā)明的內(nèi)容是用各種不同的離子轟擊生物醫(yī)學(xué)陶瓷材料，最后在陶瓷材料表面接枝出新的官能團。本發(fā)明采用的第一種工藝是用H離子和O離子或OH離子轟擊喪失羥基的磷灰石Ca10(PO4)6。羥基磷灰石是一種生物相容性很好的生物醫(yī)學(xué)用活性陶瓷材料，但在加工過程中羥基磷灰石所含的羥基在不同高溫下會喪失。因此需要在材料上重新接枝新的羥基。重新接枝過程中，若用H離子和O離子轟擊，轟擊離子的劑量和能量分別是H離子劑量為1014～1016離子/cm2，能量為1～2Kev，O離子劑量為1014～1016離子/cm2，能量為10～20Kev。若用OH離子轟擊時，轟擊離子的劑量是1014～1016離子/cm2，能量為10～100Kev。
本發(fā)明采用的第二種工藝是用NH2離子或NH3離子或H離子和N離子，轟擊羥基磷灰石，以使在材料表面獲得胺基磷灰石[Ca10(PO4)6](NH2)，使羥基磷灰石表面的官能團羥基，部分或全部更換成胺基NH2。更換接枝過程中，若用NH2離子轟擊羥基磷灰石，轟擊離子的劑量為1014～1016離子/cm2，能量為15～120Kev，若用NH3離子轟擊羥基磷灰石，轟擊離子的劑量為1014～1016離子/cm2，能量為5～120Kev，若用N離子和H離子轟擊羥基磷灰石，轟擊離子的能量和劑量分別是N離子劑量為1014/cm2，能量為4～9Kev，H離子劑量為2×1014離子/cm2，能量為0.5～1Kev。
本發(fā)明采用的第三種工藝是用NH2離子轟擊氧化鋯ZrO2或氧化鋁Al2O3，在生物惰性陶瓷材料的表面接枝出官能團胺基，使材料與人體內(nèi)糖蛋白、糖脂類、外周蛋白等生物高分子組織中的官能團產(chǎn)生化學(xué)鍵合，完成生物惰性向生物活性的轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化接枝過程中，轟擊離子NH2的劑量是2～8×1016/cm2，能量是160～200Kev。
本發(fā)明的實施例是用劑量為1015離子/cm2、能量為50Kev的OH離子轟擊喪失羥基的磷灰石后，分析結(jié)果表明材料表面獲得羥基磷灰石。用劑量為1015離子/cm2、能量為0.5Kev的H離子和劑量為1015離子/cm2、能量為15Kev的O離子一起轟擊喪失羥基的磷灰石后，分析結(jié)果表明材料表面獲得羥基磷灰石。
用劑量為1015離子/cm2、能量為100Kev的NH2離子轟擊羥基磷灰石后，分析結(jié)果表明在材料表面獲得胺基磷灰石。用劑量為1015離子/cm2、能量為100Kev的NH3離子轟擊羥基磷灰石時，分析結(jié)果表明材料表面獲得胺基磷灰石。用劑量為1014離子/cm2、能量為7Kev的N離子和劑量為2×1014離子/cm2、能量為0.7Kev的H離子一起轟擊羥基磷灰石時，分析結(jié)果表明材料表面獲得胺基磷灰石。
用劑量為5×1016離子/cm2、能量為180Kev的NH2離子轟擊氧化鋯，分析結(jié)果表明在材料表面接枝出胺基基團。
權(quán)利要求
1.一種生物醫(yī)學(xué)陶瓷材料的離子束轟擊接枝方法，其特征在于用各種不同的離子束轟擊生物醫(yī)學(xué)陶瓷材料，所述的離子束為(OH)離子或H離子和O離子，轟擊離子的劑量和能量分別是H離子劑量為1014～1016離子/cm2，能量為1～2Kev，O離子劑量為1014～1016離子/cm2，能量為10～20Kev，OH離子劑量為1014～1016離子/cm2，能量為10～100Kev，所述的陶瓷材料是磷灰石。
2.一種如權(quán)利要求1所述的生物醫(yī)學(xué)陶瓷材料接枝方法，其特征在于用所述的OH離子轟擊時，劑量為1015離子/cm2，能量為50Kev，用所述的H和O離子轟擊時，H離子的劑量為1015離子/cm2，能量為0.5Kev，O離子的劑量為1015離子/cm2，能量為15Kev。
3.一種如權(quán)利要求1所述的接枝方法，其特征在于所述的離子束為NH2離子或NH3離子或N離子和H離子，轟擊離子的劑量和能量分別是NH2離子劑量為1014～1016離子/cm2，能量為15～120Kev，NH3離子劑量為1014～1016離子/cm2。
4.一種如權(quán)利要求3所述的生物醫(yī)學(xué)陶瓷材料接枝方法，其特征在于用所述的NH2離子轟擊時，劑量為1015/cm2，能量為100Kev，用所述的NH3離子轟擊時，劑量為1015/cm2，能量為100Kev，用所述的N離子和H離子轟擊時，N離子的能量為7Kev，H離子的能量為0.7Kev。
5.一種如權(quán)利要求1所述的接枝方法，其特征在于所述的離子束為NH2離子，轟擊劑量為2～8×1016/cm2，能量為160～200Kev，所述的生物醫(yī)學(xué)陶瓷材料為氧化鋁或氧化鋯。
6.一種如權(quán)利要求5所述的生活醫(yī)學(xué)陶瓷材料接枝方法，其特征在于所述的轟擊離子NH2的劑量為5×1016/cm2，能量180Kev，所述的醫(yī)學(xué)陶瓷材料為氧化鋯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種中生物醫(yī)學(xué)用陶瓷材料的制備方法，屬醫(yī)學(xué)外科用品材料領(lǐng)域。本發(fā)明的內(nèi)容是用OH離子、NH
文檔編號A61L27/00GK1057637SQ91105740
公開日1992年1月8日 申請日期1991年8月22日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月22日
發(fā)明者張效忠 申請人:清華大學(xué)