一种含银抗菌生物陶瓷,制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种含银抗菌生物陶瓷,制备方法及其应用。本发明专利技术的理念是在陶瓷原料中掺入定量的纳米级或/和微米级金属银粉末，制备出陶瓷坯体，在常氧或增氧环境内烧结形成含有能释放银离子物质的陶瓷。该陶瓷在液体和机体环境内能释放出银离子，并可随材料的逐步降解而银离子持续释放，形成缓释抗菌作用。该工艺能控制陶瓷内的银含量和结构(多孔、致密和多孔与致密复合陶瓷)，并可制备出颗粒、几何和解剖形态的陶瓷。该含银抗菌生物陶瓷可在生物医学、水处理和气体过滤等领域中应用，它可是单独使用，也可是复合其它物质使用。

【技术实现步骤摘要】
,制备方法及其应用的制作方法
专利技术涉及，具体是在生物陶瓷内含能释放银离子的物质，在液体和机体环境内能释放出银离子，达到稳定有效的抗菌作用。并能随材料的逐步降解而银离子持续释放，形成缓释抗菌作用。该陶瓷能在生物医学、水处理和气体过滤等领域中应用。
技术介绍
应用抗生素治疗细菌性感染已被人们广泛接受，并收到很好的效果。但是，随着细菌抗药和耐药的产生，给医患人员带来的烦恼就更为严重。近年来该种现象有加重发展的趋势，科学家们急呼应慎用或少用抗生素。然而，人们已把上个世纪广泛应用的银盐(如硝酸银等)杀菌剂给遗忘了。银离子有很好的杀菌作用，几乎对细菌不会产生抗药或耐药作用。可是，超计量的银离子可对人体细胞和组织产生损害，因此，银计量控制必需非常严 格。骨感染是医学界一个难治之症，可造成患者终身残疾，尤其是骨缺损伴感染那就雪上加霜。其原因是细菌侵入到骨组织中，全身用抗生素很难在病变部位达到有效浓度。而局部用药很快被血液和体液所稀释或带走，也就很难奏效。而且，很易产生抗药或耐药反应。所以，人们设想通过将抗菌物质复合材料载体中，使其既有药物缓释作用，又有骨缺损填充和修复作用。目前常用的是将生物材料载体复合抗生素，如专利ZL200810044887. 9和ZL03114597. 3均为该方式，然而它们制作工艺复杂，产品无法消毒，治疗效果的不确定因素较多。另外，由于局部使用抗生素浓度过高和时间过长，可增加细菌抗药或耐药的发生。银具有广谱抗菌、高效杀菌、不易耐药等优点而独树一帜，将眼引入到抗菌材料中可避免抗生素的过度使用。因此，业界对银系抗菌材料的研究和开发越来越重视，尤其在医疗器械领域。通过离子交换法、熔融法和吸附法等各种方法，将沸石、磷酸盐、可溶性玻璃、托勃莫来石和硅胶等与银相结合，制得各种银系抗菌剂，应用这些抗菌剂制得了抗菌纤维、抗菌塑料、抗菌陶瓷、抗菌玻璃和抗菌不锈钢等各种载银抗菌产品。含银生物材料可以分为两类别，一是在材料结构表面涂或镀银，如专利U. S. 7597900将100微米材料颗粒浸泡5%硝酸银溶液中，干燥形成含银抗菌材料。专利U. S. 6283308是微孔陶瓷内涂敷硝酸银溶液，在液体通过时释放银离子。专利ZL 200620023048. 5是在陶瓷球体表面涂银氧化物。专利ZL 200710015808. 7是将偶联剂改性的多孔陶瓷浸泡于纳米银溶胶中，用醇洗后干燥制得。上述工艺仅体现在材料表面有银离子释放，可能开始释放量较大，而持续时间有限。另一是在材料内掺杂银盐，专利U. S. 5，151，122是在陶瓷原料粉末中掺入液化金属盐包括银、铜和锌盐，经800-1300°C烧结成含银陶瓷。还有在磷酸三钙和羟基磷灰石陶瓷制备过程中掺入氧化银或硝酸银，形成含银抗菌陶瓷。然而，由于上述专利工艺上的缺陷，很难形成稳定有效的抗菌作用。因此，如何改进工艺并延长银离子的缓释时间是需要解决的问题之O
技术实现思路
本专利技术的理念是在陶瓷原料中掺入定量的纳米级或/和微米级金属银粉末，制备出陶瓷坯体，在常氧或增氧环境内烧结形成含能释放银离子物质的陶瓷。该陶瓷在液体和机体环境内能释放出银离子，达到稳定有效的抗菌作用。并随材料的逐步降解，而银离子持续释放，形成缓释抗菌作用。本专利技术的目的在于提供的制备工艺，其特征能控制制备陶瓷的银含量和银离子释放量。并能制作不同尺寸、形状和结构。它的结构可为多孔陶瓷、致密陶瓷和多孔与致密复合陶瓷。它的形态可为颗粒、几何和解剖形态。本专利技术的另一目的在于提供上述陶瓷在生物医学、水处理和气体过滤等领域中的应用。它可是单独使用，也可和其它物质联合使用。 本专利技术所述的陶瓷使用的金属银粉末粒度为10纳米至1000微米，它在陶瓷中的含量为O. 1%至40%。本专利技术所述的陶瓷可是降解材料，也可是不降解材料。它的主相原料可为羟基磷灰石、磷酸三钙、硅酸钙、碳酸钙、氧化铝、氧化锆、二氧化钛、铝镁尖晶石等，也可是它们的2种或2种以上的混合物。本专利技术所述的陶瓷烧结温度控制在600°C至1600°C，烧结环境氧含量在20%至80%，烧结压力在I至2000大气压，烧结时间在2至10小时。本专利技术的工艺参数具有良好的可操作性，本领域技术人员可根据如下原则进行工艺参数设定和过程控制I)将原料粉末和设定量的金属银粉末放置到碾磨管中，再加入20%至80%的纯水和适量碾磨子，在卧式碾磨机上碾磨I至10小时，配置出流动性很好的陶瓷浆液。2)将陶瓷浆液单纯或/和造孔剂混合后，灌注到设定好的模具内，经25至90°C烘干6至24小时，脱模形成陶瓷坯体。3)将陶瓷坯体在排胶炉中200至400°C排胶12至48小时，排除坯体的有机物。4)将排胶后的坯体放置烧结炉中，在含氧量20%至80%和压力I至2000大气压的环境中经600至1600°C烧结2至10小时，形成含银抗菌生物陶瓷。附图说明图I.含5%纳米银的长方形磷酸三钙密质生物陶瓷实体照片。图2.含5%纳米银磷酸三钙密质生物陶的局部瓷扫描电镜图。图3.含5%微米银磷酸三钙密质生物陶瓷的局部扫描电镜图。图4.含5%微米银的圆柱形磷酸三钙多孔生物陶瓷实体照片。图5.含5%微米银的磷酸三钙多孔生物陶瓷的微结构扫描电镜图。图6.含2%纳米银的长方形硅酸钙多孔生物陶瓷照片。为更好了解本专利技术的上述和其它的优点和特征，通过非限制性实施例对本专利技术进行进一步的阐述。具体实施例方式实施例I :将190克磷酸三钙粉和10克20纳米的银粉放置到碾磨罐中，再加入80克纯水和适量碾磨子，在卧式碾磨机上碾磨3小时，配置成陶瓷浆液。再将浆液灌注到石膏模具(20X20X40毫米)内，经50°C干燥4小时脱模形成陶瓷坯体。随后在烧结炉中(20%含氧和I大气压)经1000°C烧结4小时，形成含5%纳米银的长方形磷酸三钙密质生物陶瓷(图I和2)。实施例2 :将285克磷酸三钙粉和15克I. 5微米的银粉水放置到碾磨管中，再加入120克纯水和适量碾磨子，在卧式碾磨机上碾磨3小时，配置成陶瓷浆液。再将浆液灌注到石膏模具(20X20X40毫米)内，经50°C干燥4小时脱模形成陶瓷坯体。随后在烧结炉(20%含氧和I大气压)中经1000°C烧结4小时，形成含5%微米银的长方形磷酸三钙密质生物陶瓷(图3)。 实施例3 :将40ml实施例I的浆液和50ml球形PMMA颗粒(直径500-600微米) 搅拌混均后灌注到石膏模具(直径15和高20毫米)内，经50°C干燥4小时脱模形成陶瓷坯体。随后在排胶炉中经300°C排胶12小时，再在烧结炉中(20%含氧和I大气压)经1000°C烧结4小时，形成含5%微米银的圆柱形磷酸三钙多孔生物陶瓷(图4和5)。实施例4 :将98克硅酸钙粉和2克I. O微米的银粉水放置到碾磨管中，再加入40克纯水和适量碾磨子，在卧式碾磨机上碾磨3小时，配置成陶瓷浆液。在陶瓷浆液中加入120克球形PMMA颗粒(直径500-600微米)搅拌混均后灌注到10 X 20 X 30毫米的不锈钢模具内，在70°C烘干12小时脱模形成陶瓷坯体。再在排胶炉中经300°C烘烤12小时排除有机物，随后在烧结炉中(氧含20%和I大气压)经1000°C烧结4小时，形成含2%微米银的立方形密质硅酸钙生物陶瓷。实施例5 :分别将5克5%纳米银陶瓷(实施例I)本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术涉及一种含银抗菌生物陶瓷，及其制备工艺，其原理是在陶瓷原料中掺入纳米级或/和微米级金属银粉末，制备出陶瓷坯体，在常氧或增氧环境内烧结形成合有银离子释放物质的陶瓷。该陶瓷在液体和机体环境内能释放出银离子，达到稳定有效的抗菌作用。并随材料的逐步降解而银离子持续释放，形成缓释抗菌作用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢建熙，卢霄，王臻，王迎军，赵黎，金芳纯，刘绅，任力，谢幼专，
申请(专利权)人：卢建熙，
类型：发明
国别省市：