一種生物活性玻璃陶瓷及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物活性材料領(lǐng)域，具體涉及用于骨缺損修復(fù)的生物活性玻璃陶瓷材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]骨骼的病損是臨床的常見病和多發(fā)病。通過研制骨修復(fù)及骨替代材料，可以幫助患者修復(fù)缺損或缺失的骨組織，更好地恢復(fù)人體組織功能。在骨組織工程中，理想的修復(fù)材料應(yīng)符合以下條件:良好的生物相容性、生物降解性、可塑性，具有三維多孔且互通的孔隙結(jié)構(gòu)和一定的機械強度。在骨缺損修復(fù)研究領(lǐng)域上，迫切需要具有和人骨力學強度相匹配、細胞相容性良好和促進新生骨組織生長的支架材料。
[0003]生物活性材料是用于對生物體進行診斷、治療、修復(fù)或替換其病損組織、器官或增進其功能的材料。生物活性材料的典型代表有磷酸鈣骨水泥、磷灰石和生物玻璃等。這些生物活性材料在骨組織修復(fù)和骨組織工程的臨床應(yīng)用材料時，由于組成、結(jié)構(gòu)和強度上都不盡相同，與人骨相比仍然具有較大的差異，導(dǎo)致其生物相容性、可降解性能不夠理想，從而直接影響骨組織的修復(fù)效果。如磷酸鈣骨水泥材料在注入體內(nèi)時會發(fā)生固化過程，產(chǎn)生大量的熱量而破壞其周圍的組織。磷灰石在臨床上以塊狀、顆粒形式被廣泛的用作硬組織修復(fù)和替換，然而，由于塊狀陶瓷的脆性，顆粒容易游走、移位等缺點，很難塑形，限制了其在臨床上的應(yīng)用。
[0004]生物玻璃具有良好的生物活性和生物相容性，可以用作人體組織修復(fù)和再生材料，由Na20-Ca0-Si02-P205四元組分的熔融生物玻璃，還有以Ca0_S0 2_P205為組分的溶膠一凝膠生物玻璃，都已在臨床上取得了良好的骨修復(fù)效果，可以通過改變各組分的含量以調(diào)節(jié)其生物活性、降解性以及機械性能，滿足不同的臨床要求，并通過激活成骨細胞的一些基因，促進成骨細胞的分化和增殖。但是傳統(tǒng)的生物玻璃支架一般具有脆性大，力學強度不高等缺點。。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種生物活性玻璃陶瓷及其制備方法。
[0006]為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下方案實施:
一種生物活性玻璃陶瓷，包括以下重量份計的原料:氧化鈉50-70份、氧化鋯12-25份、五氧化二磷5-16份、氟化鈉6-12份、氧化鍶4-14份、二氧化硅16-28份、氧化鋅10-40份、聚丙烯酸銨3-10份。
[0007]優(yōu)選的，所述的生物活性玻璃陶瓷包括以下重量份計的原料:氧化鈉55-65份、氧化鋯15-20份、五氧化二磷8-12份、氟化鈉6-9份、氧化鍶8_12份、二氧化硅20-24份、氧化鋅18-35份、聚丙烯酸銨5-9份。
[0008]優(yōu)選的，所述的生物活性玻璃陶瓷包括以下重量份計的原料:氧化鈉58份、氧化鋯18份、五氧化二磷12份、氟化鈉8份、氧化鍶8份、二氧化硅22份、氧化鋅30份、聚丙烯酸銨6份。
[0009]優(yōu)選的，二氧化硅的粒徑為250-350nmo
[0010]優(yōu)選的，氧化鋅的粒徑為500-800nm。
[0011]優(yōu)選的，聚丙烯酸銨的相對分子質(zhì)量為1000-5000。
[0012]制備上述生物活性玻璃陶瓷的制備方法，包括以下步驟:
(1)按重量份稱量好氧化鈉、氧化鋯、五氧化二磷、氟化鈉、氧化鍶、二氧化硅、氧化鋅和聚丙烯酸銨，混合加入柑鍋中；
(2)加熱坩禍，于1500-1600°C保溫l_2h，驟冷形成熔塊，粉碎成玻璃粉末；
(3)將玻璃粉末放在1050-1100°C的柑鍋中熔化，自然冷卻，即可。
[0013]優(yōu)選的，玻璃粉末的粒徑為300-800微米。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點是:
(1)本發(fā)明制備的生物玻璃陶瓷骨修復(fù)材料的外形和內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)有利于新生骨組織的長入和骨缺損的修復(fù)。
[0015](2)本發(fā)明制備的生物活性玻璃陶瓷材料具有多種形狀選擇，可適應(yīng)不同部位和形狀的骨缺損填充。
[0016](3)材料化學組分可調(diào)，從而使材料的理化性能及工藝性能可在一定范圍調(diào)整。
[0017](4)制備工藝簡單易行，工藝參數(shù)易于控制以及產(chǎn)量大等優(yōu)點。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進-步詳細描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0019]實施例1
一種生物活性玻璃陶瓷，包括以下重量份計的原料:氧化鈉58份、氧化鋯18份、五氧化二磷12份、氟化鈉8份、氧化鍶8份、二氧化硅22份、氧化鋅30份、聚丙烯酸銨6份。
[0020]其中，二氧化硅的粒徑為250nm，氧化鋅的粒徑為500nm，聚丙烯酸銨的相對分子質(zhì)量為1000。
[0021]制備上述生物活性玻璃陶瓷的制備方法，包括以下步驟:
(1)按重量份稱量好氧化鈉、氧化鋯、五氧化二磷、氟化鈉、氧化鍶、二氧化硅、氧化鋅和聚丙烯酸銨，混合加入柑鍋中；
(2)加熱坩禍，于150(TC保溫2h，驟冷形成熔塊，粉碎成玻璃粉末；
(3)將玻璃粉末放在1050°C的柑鍋中熔化，自然冷卻，即可。
[0022]其中，玻璃粉末的粒徑為300微米。
[0023]實施例2
一種生物活性玻璃陶瓷，包括以下重量份計的原料:氧化鈉50份、氧化鋯12份、五氧化二磷5份、氟化鈉6份、氧化鍶4份、二氧化硅16份、氧化鋅10份、聚丙烯酸銨3份。
[0024]其中，二氧化娃的粒徑為350nm，氧化鋅的粒徑為800nm，聚丙稀酸錢的相對分子質(zhì)量為5000。
[0025]制備上述生物活性玻璃陶瓷的制備方法，包括以下步驟:
(1)按重量份稱量好氧化鈉、氧化鋯、五氧化二磷、氟化鈉、氧化鍶、二氧化硅、氧化鋅和聚丙烯酸銨，混合加入柑鍋中；
(2)加熱坩禍，于160(TC保溫lh，驟冷形成熔塊，粉碎成玻璃粉末；
(3)將玻璃粉末放在1100°C的柑鍋中熔化，自然冷卻，即可。
[0026]其中，玻璃粉末的粒徑為800微米。
[0027]實施例3
一種生物活性玻璃陶瓷，包括以下重量份計的原料:氧化鈉70份、氧化鋯25份、五氧化二磷16份、氟化鈉12份、氧化鍶14份、二氧化硅28份、氧化鋅40份、聚丙烯酸銨10份。
[0028]其中，二氧化硅的粒徑為300nm，氧化鋅的粒徑為600nm，聚丙烯酸銨的相對分子質(zhì)量為3000
制備上述生物活性玻璃陶瓷的制備方法，包括以下步驟:
(1)按重量份稱量好氧化鈉、氧化鋯、五氧化二磷、氟化鈉、氧化鍶、二氧化硅、氧化鋅和聚丙烯酸銨，混合加入柑鍋中；
(2)加熱坩禍，于1550°C保溫1.5h,驟冷形成熔塊，粉碎成玻璃粉末；
(3)將玻璃粉末放在1100°C的柑鍋中熔化，自然冷卻，即可。
[0029]其中，玻璃粉末的粒徑為500微米。
[0030]實施例4
一種生物活性玻璃陶瓷，包括以下重量份計的原料:氧化鈉60份、氧化鋯18份、五氧化二磷10份、氟化鈉9份、氧化鍶12份、二氧化硅22份、氧化鋅36份、聚丙烯酸銨7份。
[0031]其中，二氧化硅的粒徑為300nm，氧化鋅的粒徑為600nm，聚丙烯酸銨的相對分子質(zhì)量為4000
制備上述生物活性玻璃陶瓷的制備方法，包括以下步驟:
(1)按重量份稱量好氧化鈉、氧化鋯、五氧化二磷、氟化鈉、氧化鍶、二氧化硅、氧化鋅和聚丙烯酸銨，混合加入柑鍋中；
(2)加熱坩禍，于160(TC保溫2h，驟冷形成熔塊，粉碎成玻璃粉末；
(3)將玻璃粉末放在1100°C的柑鍋中熔化，自然冷卻，即可。
[0032]其中，玻璃粉末的粒徑為4微米。
【主權(quán)項】
1.一種生物活性玻璃陶瓷，其特征在于，包括以下重量份計的原料:氧化鈉50-70份、氧化鋯12-25份、五氧化二磷5-16份、氟化鈉6-12份、氧化鍶4_14份、二氧化硅16-28份、氧化鋅10-40份、聚丙烯酸銨3-10份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物活性玻璃陶瓷，其特征在于，包括以下重量份計的原料:氧化鈉55-65份、氧化錯15-20份、五氧化二磷8_12份、氟化鈉6_9份、氧化鎖8_12份、二氧化硅20-24份、氧化鋅18-35份、聚丙烯酸銨5_9份。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物活性玻璃陶瓷，其特征在于，包括以下重量份計的原料:氧化鈉58份、氧化錯18份、五氧化二磷12份、氟化鈉8份、氧化鎖8份、二氧化娃22份、氧化鋅30份、聚丙烯酸銨6份。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的生物活性玻璃陶瓷，其特征在于，二氧化硅的粒徑為 250_350nm。5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的生物活性玻璃陶瓷，其特征在于，氧化鋅的粒徑為500_800nmo6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物活性玻璃陶瓷，其特征在于，聚丙烯酸銨的相對分子質(zhì)量為 1000-5000。7.—種生物活性玻璃陶瓷的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)按重量份稱量好氧化鈉、氧化鋯、五氧化二磷、氟化鈉、氧化鍶、二氧化硅、氧化鋅和聚丙烯酸銨，混合加入柑鍋中； (2)加熱坩禍，于1500-1600°C保溫l_2h，驟冷形成熔塊，粉碎成玻璃粉末； (3)將玻璃粉末放在1050-1100°C的柑鍋中熔化，自然冷卻，即可。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生物活性玻璃陶瓷的制備方法，其特征在于，玻璃粉末的粒徑為300-800微米。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種生物活性玻璃陶瓷及其制備方法，該陶瓷包括以下重量份計的原料:氧化鈉50-70份、氧化鋯12-25份、五氧化二磷5-16份、氟化鈉6-12份、氧化鍶4-14份、二氧化硅16-28份、氧化鋅10-40份、聚丙烯酸銨3-10份。其制備方法是:按重量份稱量好原料，混合加入柑鍋中，加熱坩堝，于1500-1600℃保溫1-2h,驟冷形成熔塊，粉碎成玻璃粉末，將玻璃粉末放在1050-1100℃的柑鍋中熔化，自然冷卻，即可。本發(fā)明的生物活性玻璃陶瓷能夠積極參與生物反應(yīng)，誘導(dǎo)其接觸的骨組織在生物活性玻璃陶瓷的周圍生長，以形成連續(xù)骨質(zhì)材料。
【IPC分類】C03C10/00
【公開號】CN105236746
【申請?zhí)枴緾N201510550843
【發(fā)明人】黃能強
【申請人】廣西南寧智翠科技咨詢有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月1日