一种磷酸钙生物活性陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术提出一种磷酸钙生物活性陶瓷及其制备方法，该磷酸钙生物活性陶瓷的两个相对的侧面上分别形成孔结构，且两侧面上的孔连通设置，使之具有较大的接触面积，提高其生物活性能力，并采用巧妙的方法来制备该生物活性陶瓷，使其上形成的孔结构自然形成，有利于提高其生物活性能力。

【技术实现步骤摘要】
一种磷酸钙生物活性陶瓷及其制备方法
本专利技术涉及生物医学材料领域，具体涉及一种磷酸钙生物活性陶瓷及其制备方法。
技术介绍
具有"主动修复功能"和"可调控生物响应特性"的生物活性材料正成为当前和未来硬组织修复的重要发展方向。生物活性的概念最早由Hench提出，1969年Hench在研究生物玻璃时发现：生物玻璃植入骨内后在界面上与骨形成了化学键性结合，即此提出材料生物活性的概念，次年这个概念在国际上得到公认。Hench定义生物活性材料是一类能在材料界面上诱导出特殊生物反应，这种反应导致组织和材料之间形成化学键接的生物材料。生物活性陶瓷就是指能与活体骨组织、活体软组织形成化学键合的陶瓷材料。典型的生物活性陶瓷主要包括生物活性玻璃和磷酸钙系生物活性陶瓷。随着现代医学、生物学和材料科学的发展，生物活性的概念得到不断延伸发展。当前临床应用中，人们不仅希望材料能与组织紧密结合形成骨键合，而且希望材料具有诱导周围组织细胞分化，促进组织生长的能力。对骨组织修复材料而言，不仅希望植入材料可以与骨形成骨键合，还希望植入材料具有快速诱导骨组织再生和修复的功能，即具有良好的生物活性和诱导骨生成能力。具有良好生物活性的植入体可加快组织愈合和再生，实现缺损或病变骨组织的再生重建，从而达到永久康复。20世纪80年代中期，“组织工程”方法提出以材料为控释载体，外加生长因子和活体细胞体外培育形成活体器件，进而移植入体内，可实现生物材料诱导组织再生的生物学功能。然而组织工程学中涉及的细胞体外培养技术复杂，所需生长因子价格昂贵，患者个性化用药物剂量选择困难，以及储存、运输等系列问题极大地限制了其临床推广应用。因此，通过材料学优化设计，控制生物材料化学组成、仿生组织微观结构，进行材料生物特性/功能学研究，进而开发能够控制激活、调控机体成骨响应特性，诱导骨组织再生，“具有主动修复功能”的生物活性材料具有重要的市场价值和临床应用前景。生物材料植入体内后首先是其表面/界面与生物环境接触，其生物学活性与其表面/界面直接相关。材料表面发生的化学反应对植入体与宿主骨之间的结合非常重要。研究显示，现有的两种典型的生物活性材料：生物活性玻璃和多孔磷酸钙陶瓷，其与骨的键合都是通过材料在体内发生的生物化学反应在表面形成类骨磷灰石层再与骨化学键性结合的，这说明生物材料的表面特性对于其生物活性起着至关重要的调控作用，材料的表面/界面及其行为与材料的骨诱导性直接相关。现有的磷酸钙生物陶瓷，由于具有和骨相似的化学成分，及可生物降解等性能，它一直是骨修复材料的重点选择对象，然而通过常规陶瓷烧结技术制作的微米晶粒陶瓷往往生物活性不足，不能有效调控机体成骨响应特性，快速诱导骨组织再生重建，影响了其临床应用效果。因此，为了赋予材料更好的生物活性及骨诱导性，近年来研究者提出通过材料自身的优化设计，如优化其孔结构和细化材料晶粒(纳米晶粒)等途径可改善材料的生物活性和骨诱导性。纳米材料所具有的独特“纳米效应”，如小尺寸效应、高比表面积、表面/界面效应等特性在组织工程领域的诱人应用前景。然而，尽管目前已有众多关于合成、制备和评价磷酸钙纳米粒子、微粒的研究报道，其相关应用中，纳米磷酸钙材料大多以分散形式，如纳米颗粒、微粒，或者是以第二相的形式掺杂复合于其他基体材料(如高分子材料，胶原等)之中，而制备块体状的纳米晶磷酸钙生物活性陶瓷材料由于烧结工艺制约一直是其开发应用中的瓶颈。因此通过表面改性技术，在陶瓷表面复合、涂覆一层成分均一，结构稳定，性能优越的磷酸钙纳米生物活性陶瓷材料具有重要的开发应用价值。
技术实现思路
本专利技术提出一种磷酸钙生物活性陶瓷及其制备方法，该磷酸钙生物活性陶瓷的两个相对的侧面上分别形成孔结构，且两侧面上的孔连通设置，使之具有较大的接触面积，提高其生物活性能力，并采用巧妙的方法来制备该生物活性陶瓷，使其上形成的孔结构自然形成，有利于提高其生物活性能力。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种磷酸钙生物活性陶瓷，包括磷酸钙陶瓷基体，该磷酸钙陶瓷基体的两个相对的侧面上均分布有若干孔，该磷酸钙陶瓷基体的中间设有混纺织物，该磷酸钙陶瓷基体两侧的孔通过混纺织物连通，所述的混纺织物为生物活性磷酸盐基连续玻璃纤维与聚乳酸纤维的混纺织物。本专利技术还进一步设置为，所述的生物活性磷酸盐基连续玻璃纤维的单纤维直径为7～17μm。一种磷酸钙生物活性陶瓷的制备方法，包括如下步骤：步骤1：将各种原料粉碎后，加水混匀得到泥料，该混匀后的泥料成浓稠的液体状态；步骤2：准备一上侧开口的模具，该模具的底部均匀分布有若干气孔，在该模具的底部铺上上述的混纺织物，再把泥料倒入模具中；步骤3：在模具的下侧连接鼓气装置，所述的鼓气装置通过气孔向模具内鼓入气体，其鼓气时间为4-8小时，鼓气频率为5分钟鼓入一次气体，鼓入气体的速度为0.2m/min，鼓入气体的温度为40-80摄氏度；步骤4：鼓气结束后，待模具内的泥料冷却成型后，进行脱模，得到一侧设有混纺织物，另一侧形成孔的半成品，孔连通半成品的两侧设置；步骤5：把半成品倒置放入模具内，再把泥料倒入模具内；步骤6：在模具的下侧连接鼓气装置，所述的鼓气装置通过气孔向模具内鼓入气体，其鼓气时间为4-8小时，鼓气频率为5分钟鼓入一次气体，鼓入气体的速度为0.2m/min，鼓入气体的温度为40-80摄氏度；步骤7：鼓气结束后，待模具内的泥料冷却成型后，进行脱模，得到两侧均设有孔，中间设有混纺织物的成品陶瓷，且两侧的孔通过中间的混纺织物连通。本专利技术还进一步设置为，所述的原料按重量份计，重庆茨坝粘土20-30份，铁铝土15-30份，红土镍矿10-20份，白云石3-10份，高纯硅5-10份，骨粉8-15份，硅藻土1-5份，磷酸钙粉1-5份，远红外线陶瓷粉5-10份，纳米氧化钛0.5-3份，氮化硼0.5-2份，羧甲基壳聚糖0.5-2份，纳米氧化锌0.01-0.05份，纳米二氧化锡0.01-0.05份。本专利技术还进一步设置为，在步骤(1)中，将各原料粉碎具体为：将重庆茨坝粘土、铁铝土、红土镍矿、硅藻土和骨粉混合在一起，进行球磨，得到第一混合物；将白云石、高纯硅、氮化硼、纳米氧化钛和纳米二氧化锡混合在一起，进行球磨，得到第二混合物；将磷酸钙粉、远红外线陶瓷粉、羧甲基壳聚糖和纳米氧化锌混合在一起，得到第三混合物。本专利技术还进一步设置为，在步骤(1)中，所述加水混匀具体为：将所述第一混合物加入水中，混匀后，然后加入所述第二混合物，混匀后，加入所述第三混合物，得到泥料。采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术所提供的磷酸钙生物活性陶瓷，其结构简单，其两个相对的侧面上分别形成孔结构，且两侧面上的孔连通设置，使之具有较大的接触面积，提高其生物活性能力，且陶瓷的中间设有混纺织物层，可起到加强陶瓷整体结构强度的作用；(2)本专利技术所提供的一种磷酸钙生物活性陶瓷的制备方法，其通过鼓入气体的方法来在陶瓷上形成孔结构，且在鼓入气体的过程中，混纺织物可起到均匀分散的鼓入气体的作用，使陶瓷上形成的孔均匀分布，通过这种鼓入气体的方式自然形成的孔，能进一步的提高陶瓷的生物活性能力。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磷酸钙生物活性陶瓷，其特征在于：包括磷酸钙陶瓷基体，该磷酸钙陶瓷基体的两个相对的侧面上均分布有若干孔，该磷酸钙陶瓷基体的中间设有混纺织物，该磷酸钙陶瓷基体两侧的孔通过混纺织物连通，所述的混纺织物为生物活性磷酸盐基连续玻璃纤维与聚乳酸纤维的混纺织物。

【技术特征摘要】
1.一种磷酸钙生物活性陶瓷，其特征在于：包括磷酸钙陶瓷基体，该磷酸钙陶瓷基体的两个相对的侧面上均分布有若干孔，该磷酸钙陶瓷基体的中间设有混纺织物，该磷酸钙陶瓷基体两侧的孔通过混纺织物连通，所述的混纺织物为生物活性磷酸盐基连续玻璃纤维与聚乳酸纤维的混纺织物。2.根据权利要求1所述的一种磷酸钙生物活性陶瓷，其特征在于：所述的生物活性磷酸盐基连续玻璃纤维的单纤维直径为7～17μm。3.一种磷酸钙生物活性陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将各种原料粉碎后，加水混匀得到泥料，该混匀后的泥料成浓稠的液体状态；步骤2：准备一上侧开口的模具，该模具的底部均匀分布有若干气孔，在该模具的底部铺上如权利要求书1-2所述的混纺织物，再把泥料倒入模具中；步骤3：在模具的下侧连接鼓气装置，所述的鼓气装置通过气孔向模具内鼓入气体，其鼓气时间为4-8小时，鼓气频率为5分钟鼓入一次气体，鼓入气体的速度为0.2m/min，鼓入气体的温度为40-80摄氏度；步骤4：鼓气结束后，待模具内的泥料冷却成型后，进行脱模，得到一侧设有混纺织物，另一侧形成孔的半成品，孔连通半成品的两侧设置；步骤5：把半成品倒置放入模具内，再把泥料倒入模具内；步骤6：在模具的下侧连接鼓气装置，所述的鼓气装置通过气孔向模具内鼓入气体，其鼓气时间为4-8小时，鼓气频率为5分钟鼓入一次气体，鼓入气体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶露穗，
申请(专利权)人：叶露穗，
类型：发明
国别省市：广东,44