一種生物活性玻璃陶瓷及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于生物活性材料領域，具體涉及用于骨缺損修復的生物活性玻璃陶瓷材料的制備方法。
【背景技術】
[0002]骨骼的病損是臨床的常見病和多發病。通過研制骨修復及骨替代材料，可以幫助患者修復缺損或缺失的骨組織，更好地恢復人體組織功能。在骨組織工程中，理想的修復材料應符合以下條件: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構和一定的機械強度。在骨缺損修復研究領域上，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和骨組織工程的臨床應用材料時，由于組成、結構和強度上都不盡相同，與人骨相比仍然具有較大的差異，導致其生物相容性、可降解性能不夠理想，從而直接影響骨組織的修復效果。如磷酸鈣骨水泥材料在注入體內時會發生固化過程，產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效果，可以通過改變各組分的含量以調節其生物活性、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。但是傳統的生物玻璃支架一般具有脆性大，力學強度不高等缺點。。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種生物活性玻璃陶瓷及其制備方法。
[0006]為了實現本發明的目的，本發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]優選的，二氧化硅的粒徑為250-350nmo
[0010]優選的，氧化鋅的粒徑為500-800nm。
[0011]優選的，聚丙烯酸銨的相對分子質量為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]優選的，玻璃粉末的粒徑為300-800微米。
[0014]本發明的優點是:
(1)本發明制備的生物玻璃陶瓷骨修復材料的外形和內部孔隙結構有利于新生骨組織的長入和骨缺損的修復。
[0015](2)本發明制備的生物活性玻璃陶瓷材料具有多種形狀選擇，可適應不同部位和形狀的骨缺損填充。
[0016](3)材料化學組分可調，從而使材料的理化性能及工藝性能可在一定范圍調整。
[0017](4)制備工藝簡單易行，工藝參數易于控制以及產量大等優點。
【具體實施方式】
[0018]下面結合具體實施例對本發明的技術方案進-步詳細描述，但本發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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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。本發明的生物活性玻璃陶瓷能夠積極參與生物反應，誘導其接觸的骨組織在生物活性玻璃陶瓷的周圍生長，以形成連續骨質材料。
【IPC分類】C03C10/00
【公開號】CN105236746
【申請號】CN201510550843
【發明人】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