一种玻璃生物陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种玻璃生物陶瓷，硅酸锆、热解碳、柠檬酸钙、氧化铝、氮化硅、钙铝榴石、铝硅酸盐、氧化镁、氧化钙、纳米氧化钨、负离子粉、硝酸钙、无机盐、磷灰石和去离子水；该种玻璃生物陶瓷在用于构成人体骨骼和牙齿的部分部位，与人体无排异现象，能够与人体的软硬组织相容共生，具有稳定性好、硬度高、耐磨的性能，并且无毒、无致癌的物质，不易分解变质，在加工时易于成型。

Glass bioceramics and preparation method thereof

The present invention discloses a glass bioceramics, including zirconium silicate, pyrolytic carbon, calcium citrate, alumina, silicon nitride, calcium aluminate garnet, aluminosilicate, magnesium oxide, calcium oxide, nano-tungsten oxide, negative ion powder, calcium nitrate, inorganic salt, apatite and deionized water. Some parts of the teeth, no rejection with the human body, can coexist with the human body's hard and soft tissue compatibility, with good stability, high hardness, wear resistance, and non-toxic, non-carcinogenic substances, not easy to decompose and metamorphose, easy to form in processing.

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃生物陶瓷及其制备方法
本专利技术涉及一种玻璃生物陶瓷及其制备方法。
技术介绍
生物陶瓷指与生物体或生物化学有关的新型陶瓷。生物陶瓷可分为与生物体相关的植入陶瓷和与生物化学相关的生物工艺学陶瓷。植入陶瓷植入生物体内，用以恢复增强生物体机能。由于植入陶瓷直接与生物体接触，故要求其与生物体的亲和性好，不产生有毒的侵蚀、分解产物；不使生物细胞发生变异、坏死，以及引起炎症和生长肉芽等；在体内长期使用功能好，对生物体无致癌作用，本身不发生变质；易于灭菌。常用的植入陶瓷有氧化铝陶瓷和单晶氧化铝、磷酸钙系陶瓷、微晶玻璃、氧化锆烧结体等，它们在临床上用作人造牙、人造骨、人造心脏瓣膜、人造血管和其他医用人造气管穿皮接头等。目前常见的陶瓷牙多为简单的陶瓷原料，并且添加大量的塑胶成分，导致陶瓷牙与人体口腔组织的相容性性能较差，与生物体的亲和性差，并且容易产生有毒的侵蚀、分解产物，以致引起炎症和生长肉芽等，并且应用于口腔部位，对人体的危害也越来越大。此外，随着人工关节设计技术的不断改进和成熟、临床手术的日益规范，用人工关节的置换来治疗各种骨关节疾病已经相对成熟并且得到认可。然而随着人工关节假体植入时间的延长，关节的不断摩擦，磨损颗粒不断产生且诱导假体周围骨溶解，导致假体无菌松动，从而影响手术长期疗效，且材料间摩擦系数较大可能会引起关节异响，从而影响患者生活质量，严重阻碍了人工关节假体的广泛应用。因此，综上所述，现有用于人体的陶瓷产品存在与人体存在排异现象，与人体的软硬组织相容共生困难，并且存在稳定性差、硬度低、不耐磨的问题，易分解有毒的、致癌的物质，对人体健康不利。专利技术内容有鉴于此，本专利技术目的是提供一种与人体无排异现象，能够与人体的软硬组织相容共生，具有稳定性好、硬度高、耐磨的性能，并且无毒、无致癌的物质，不易分解变质的玻璃生物陶瓷。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种玻璃生物陶瓷，由以下重量份配比的原料制成：硅酸锆20-24份、热解碳14-16份、柠檬酸钙10-12份、氧化铝7-9份、氮化硅7-8份、钙铝榴石3-5份、铝硅酸盐3-4份、氧化镁2-4份、氧化钙2-5份、纳米氧化钨0.6-1.2份、负离子粉9-13份、硝酸钙3-4份、无机盐1-1.8份、磷灰石10-14份和去离子水100-150份。进一步的，所述玻璃生物陶瓷由以下重量份配比的原料制成：硅酸锆24份、热解碳14份、柠檬酸钙10份、氧化铝7份、氮化硅7份、钙铝榴石3份、铝硅酸盐3份、氧化镁2份、氧化钙2份、纳米氧化钨0.6份、负离子粉9份、硝酸钙3份、无机盐1份、磷灰石10份和去离子水100份。进一步的，所述玻璃生物陶瓷由以下重量份配比的原料制成：硅酸锆20份、热解碳16份、柠檬酸钙12份、氧化铝9份、氮化硅8份、钙铝榴石5份、铝硅酸盐4份、氧化镁4份、氧化钙5份、纳米氧化钨1.2份、负离子粉13份、硝酸钙4份、无机盐1.8份、磷灰石14份和去离子水150份。进一步的，所述玻璃生物陶瓷由以下重量份配比的原料制成：硅酸锆22份、热解碳15份、柠檬酸钙11份、氧化铝8份、氮化硅7.5份、钙铝榴石4份、铝硅酸盐3.5份、氧化镁3份、氧化钙3.5份、纳米氧化钨0.9份、负离子粉11份、硝酸钙3.5份、无机盐1.4份、磷灰石12份和去离子水125份。本专利技术要解决的另一技术问题为提供一种玻璃生物陶瓷的制备方法，包括以下步骤：一种玻璃生物陶瓷的制备方法，包括以下制备步骤：1)将硅酸锆20-24份、热解碳14-16份、柠檬酸钙10-12份、氧化铝7-9份、氮化硅7-8份、钙铝榴石3-5份、铝硅酸盐3-4份、氧化镁2-4份、氧化钙2-5份、纳米氧化钨0.6-1.2份、硝酸钙3-4份和磷灰石10-14份分别送入QLD型流化床式气流粉碎机内，通过高速气流直接与靶发生强力冲击碰撞，进而实现制备成微米级的粒子，然后采用50目的振动筛进行筛选，将上述材料中50目以下的粉末过滤收集，备用；2)将步骤1)制得的硅酸锆粉体、热解碳粉体、柠檬酸钙粉体、氧化铝粉体、氮化硅粉体、钙铝榴石粉体、铝硅酸盐粉体、氧化镁粉体、氧化钙粉体、纳米氧化钨粉体和硝酸钙粉体同时添加到搅拌桶中，同时加入负离子粉9-13份，然后启动搅拌机，以45r/pm的转速缓慢搅拌16-20分钟，使得负离子粉、硅酸锆粉体、热解碳粉体、柠檬酸钙粉体、氧化铝粉体、氮化硅粉体、钙铝榴石粉体、铝硅酸盐粉体、氧化镁粉体、氧化钙粉体、纳米氧化钨粉体和硝酸钙粉体混合均匀，制得陶瓷原料，备用；3)将去离子水100-150份添加至步骤2)的搅拌机中，然后将搅拌机在45r/pm转速条件下调整至78r/pm，并且快速搅拌28-42分钟，使得陶瓷原料与去离子水混合均匀，避免陶瓷原料凝固粒，影响搅拌效果，制得粘性泥糊，备用；4)取无机盐1-1.8份和步骤1)制得的磷灰石粉体添加至另一个搅拌机内，并按无机盐和磷灰石粉体的重量比1∶1添加纯水进行搅拌30分钟，使得无机盐和磷灰石粉体混合制得生物陶瓷表面的珐琅质原料，然后添加到步骤3)中的粘性泥糊中，再次将搅拌机在78r/pm转速条件下调整至45r/pm，并搅拌40-60分钟，使得珐琅质原料与粘性泥糊搅拌均匀，备用；5)将步骤4)制得的粘性泥糊放入挤压机上，通过挤压机将粘性泥糊中的水分挤掉一部分，使得粘性泥糊形成面团状，然后通过搓揉和踩踏等方式，使得粘性泥糊内的空气挤压出来，同时也使得粘性泥糊中的水分更加均匀，备用；6)将步骤5)处理好的粘性泥糊通过模具制得如牙齿和骨骼的生物形状陶瓷坯件，然后放置到挤压机中，通过挤压机以200-300吨的压力进行挤压，使得陶瓷坯件成型，备用；7)将步骤6)制得的陶瓷坯件装入匣钵，防止陶瓷坯件与窑火直接接触，避免陶瓷坯件受到污染，在温度为2000-2300℃的烧窑内进行高温烧结，时间为1-3天，然后停火，陶瓷坯件在烧窖内放置3-6天自然冷却，制得表面凝结珐琅质层的生物陶瓷，备用；8)将步骤7)制得的生物陶瓷通过球磨机对表面进行打磨，使得表面光滑无凹凸痕，并在使用时，根据患者的实际情况对生物陶瓷进行人工微调整，即得。本专利技术技术效果主要体现在以下方面：该种玻璃生物陶瓷在用于构成人体骨骼和牙齿的部分部位，其中作为主要材料的热解碳与硅酸锆、氧化铝、氮化硅、钙铝榴石、铝硅酸盐结合，能够提高玻璃生物陶瓷的稳定性强和耐磨性能，热解碳是属于生物惰性材料，与人体无排异现象，无毒、无致癌的物质，不易分解变质，因此人体软硬组织能慢慢长入碳的空隙中，从而使得该玻璃生物陶瓷更加适用于人体上，氧化镁和氧化钙在本申请中作为烧结剂，降低玻璃生物陶瓷的烧成温度，另外，硅酸锆不受陶瓷烧成气氛的影响，且能显著改善陶瓷的坯釉结合性能，提高陶瓷釉面硬度，因此与无机盐和磷灰石结合使用，能够促进玻璃生物陶瓷表面珐琅质的产生以及提高耐磨性，在加工时易于成型。具体实施方式实施例1一种玻璃生物陶瓷，由以下重量份配比的原料制成：硅酸锆24份、热解碳14份、柠檬酸钙10份、氧化铝7份、氮化硅7份、钙铝榴石3份、铝硅酸盐3份、氧化镁2份、氧化钙2份、纳米氧化钨0.6份、负离子粉9份、硝酸钙3份、无机盐1份、磷灰石10份和去离子水100份。一种玻璃生物陶瓷的制备方法，包括以下制备步骤：1)将硅酸锆24份、热解碳14份、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃生物陶瓷，其特征在于：由以下重量份配比的原料制成：硅酸锆20‑24份、热解碳14‑16份、柠檬酸钙10‑12份、氧化铝7‑9份、氮化硅7‑8份、钙铝榴石3‑5份、铝硅酸盐3‑4份、氧化镁2‑4份、氧化钙2‑5份、纳米氧化钨0.6‑1.2份、负离子粉9‑13份、硝酸钙3‑4份、无机盐1‑1.8份、磷灰石10‑14份和去离子水100‑150份。

【技术特征摘要】
1.一种玻璃生物陶瓷，其特征在于：由以下重量份配比的原料制成：硅酸锆20-24份、热解碳14-16份、柠檬酸钙10-12份、氧化铝7-9份、氮化硅7-8份、钙铝榴石3-5份、铝硅酸盐3-4份、氧化镁2-4份、氧化钙2-5份、纳米氧化钨0.6-1.2份、负离子粉9-13份、硝酸钙3-4份、无机盐1-1.8份、磷灰石10-14份和去离子水100-150份。2.如权利要求1所述的一种玻璃生物陶瓷，其特征在于：由以下重量份配比的原料制成：硅酸锆24份、热解碳14份、柠檬酸钙10份、氧化铝7份、氮化硅7份、钙铝榴石3份、铝硅酸盐3份、氧化镁2份、氧化钙2份、纳米氧化钨0.6份、负离子粉9份、硝酸钙3份、无机盐1份、磷灰石10份和...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏放军，
申请(专利权)人：佛山市秸和科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44