一種可降解生物陶瓷材料及其制備方法
【專利摘要】本發明提供了一種可降解生物陶瓷材料及其制備方法。制備方法如下：先將硝酸鈣和去離子水混合攪拌至溶解；將硅酸鈉和去離子水混合攪拌至溶解；將聚乙二醇加入硝酸鈣溶液中，一邊攪拌一邊滴加硅酸鈉溶液，滴完后繼續攪拌，過濾后用無水乙醇洗滌，烘干，再放入煅燒爐煅燒，過篩，去除大顆粒；將納米氧化鋁、鯨蠟醇蓖麻油酸酯、赤蘚糖醇、聚乙烯醇縮甲醛、硬脂酸鈣、羧甲基纖維素、丙酸鈣、剩余聚乙二醇和碳酸氫銨混合研磨，過篩，去除大顆粒；將聚乙烯醇和去離子水混合溶解；將所有組分混合攪拌，將混合物進行干壓成型，最后放入煅燒爐中煅燒即得。本發明的可降解生物陶瓷材料具有良好的抗壓效果，同時還具有較快的降解率和良好的降解性。
【專利說明】
-種可降解生物陶瓷材料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明設及材料領域，具體設及一種可降解生物陶瓷材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 生物陶瓷材料是指用作特定的生物或生理功能的一類陶瓷材料，即直接用于人體 或與人體相關的生物、醫用、生物化學等的陶瓷材料，從廣義講，凡屬生物工程的陶瓷材料 統稱為生物陶瓷材料。生物活性陶瓷中應用最多的是徑基憐灰石，徑基憐灰石是人體和動 物骨骼的主要無機成分，對于徑基憐灰石材料的研究目前已成為國內外生物醫用材料領域 的主要課題之一。徑基憐灰石具有良好的生物相容性，植入體內不僅安全、無毒，還具有一 定的骨傳導性，但是其有個缺點，就是降解性不高。因此，對其進行進一步研究，提高其生物 降解性成為了研究者研究的一個新方向。
[0003]
【發明內容】
[0004] 要解決的技術問題:本發明的目的是提供一種可降解生物陶瓷材料，具有良好的 抗壓效果，同時還具有較快的降解率和良好的生物降解性。
[0005] 技術方案:一種可降解生物陶瓷材料，由W下成分W重量份制備而成:硝酸巧so- so 份、娃酸鋼 30-50 份、納米氧化侶 2-5 份、嫁蠟醇藍麻油酸醋 0.4-0.8 份、赤薛糖醇 0.2-0. 5 份、聚乙締醇縮甲醒0.5-1份、硬脂酸觀).2-0.5份、簇甲基纖維素1-2份、丙酸巧0.1-0.3份、 聚乙二醇2-5份、碳酸氨錠1-2份、聚乙締醇3-6份、無水乙醇150-200份、去離子水250-350 份。
[0006] 進一步優選的，所述的一種可降解生物陶瓷材料，由W下成分W重量份制備而成： 硝酸巧35-45份、娃酸鋼35-45份、納米氧化侶3-4份、嫁蠟醇藍麻油酸醋0.5-0.7份、赤薛糖 醇0.3-0.4份、聚乙締醇縮甲醒0.6-0.9份、硬脂酸巧0.3-0.4份、簇甲基纖維素1.2-1.7份、 丙酸巧0.15-0.25份、聚乙二醇3-4份、碳酸氨錠1.1-1.8份、聚乙締醇4-5份、無水乙醇160- 190份、去離子水270-330份。
[0007] 上述可降解生物陶瓷材料的制備方法包括W下步驟： (1) 將硝酸巧和100-150份去離子水混合攬拌10-20分鐘至溶解； (2) 將娃酸鋼和100-150份去離子水混合攬拌10-20分鐘至溶解； (3) 將1-3份聚乙二醇加入硝酸巧溶液中，一邊攬拌一邊滴加娃酸鋼溶液，滴完后繼續 攬拌5-10分鐘； (4) 過濾，用無水乙醇洗涂； 巧）放入烘箱中在溫度80-90°C下烘干； (6) 放入般燒爐在溫度800-850°C下般燒2-3小時； (7) 過篩，去除50皿W上的大顆粒； (8) 將納米氧化侶、嫁蠟醇藍麻油酸醋、赤薛糖醇、聚乙締醇縮甲醒、硬脂酸巧、簇甲基 纖維素、丙酸巧、剩余聚乙二醇和碳酸氨錠混合，研磨1-2小時； (9) 過篩，去除600ymW上的大顆粒； (10) 將聚乙締醇和剩余去離子水混合溶解； (11) 將所有組分混合，快速攬拌5-10分鐘； (12) 將混合物進行干壓成型，壓力為50-70MPa; (13) 放入般燒爐中在1000-1200°C下般燒3-3.5小時即得。
[000引進一步的，所述的一種可降解生物陶瓷材料的制備方法，所述的步驟(3)中攬拌時 間為6-9分鐘。
[0009] 進一步的，所述的一種可降解生物陶瓷材料的制備方法，所述的步驟巧）中溫度為 85 °C。
[0010] 進一步的，所述的一種可降解生物陶瓷材料的制備方法，所述的步驟(6)中溫度為 810-840°C，般燒時間為2.5小時。
[0011] 進一步的，所述的一種可降解生物陶瓷材料的制備方法，所述的步驟(8)中研磨時 間為1.5小時。
[0012] 進一步的，所述的一種可降解生物陶瓷材料的制備方法，所述的步驟（11)中攬拌 時間為6-9分鐘。
[0013] 進一步的，所述的一種可降解生物陶瓷材料的制備方法，所述的步驟（12)中壓力 為 55-65M 化。
[0014] 進一步的，所述的一種可降解生物陶瓷材料的制備方法，所述的步驟（13)中般燒 溫度為1100 °C，般燒時間為3.25小時。
[0015] 有益效果:本發明的可降解生物陶瓷材料的氣孔率在60.6-60.7%，其抗壓強度最 高可達50.8MPa，具有良好的抗壓效果，同時本材料還具有較快的降解率，浸泡于模擬體液 中10天后其降解率達到10.69%，具有良好的生物降解性。
[0016]
【具體實施方式】 [0017]實施例1 一種可降解生物陶瓷材料，由W下成分W重量份制備而成:硝酸巧30份、娃酸鋼30份、 納米氧化侶2份、嫁蠟醇藍麻油酸醋0.4份、赤薛糖醇0.2份、聚乙締醇縮甲醒0.5份、硬脂酸 巧0.2份、簇甲基纖維素1份、丙酸巧0.1份、聚乙二醇2份、碳酸氨錠1份、聚乙締醇3份、無水 乙醇150份、去離子水250份。
[0018]上述可降解生物陶瓷材料的制備方法為：（1)將硝酸巧和100份去離子水混合攬拌 10分鐘至溶解；（2)將娃酸鋼和100份去離子水混合攬拌10分鐘至溶解；（3)將1份聚乙二醇 加入硝酸巧溶液中，一邊攬拌一邊滴加娃酸鋼溶液，滴完后繼續攬拌5分鐘；（4)過濾，用無 水乙醇洗涂；巧)放入烘箱中在溫度80°C下烘干；（6)放入般燒爐在溫度800°C下般燒2小時； (7)過篩，去除50ymW上的大顆粒;（8)將納米氧化侶、嫁蠟醇藍麻油酸醋、赤薛糖醇、聚乙締 醇縮甲醒、硬脂酸巧、簇甲基纖維素、丙酸巧、剩余聚乙二醇和碳酸氨錠混合，研磨1小時； (9)過篩，去除600ymW上的大顆粒;（10)將聚乙締醇和剩余去離子水混合溶解;（11)將所有 組分混合，快速攬拌5分鐘；（12)將混合物進行干壓成型，壓力為50MPa; (13)放入般燒爐中 在1000 °C下般燒3小時即得。
[0019] 實施例2 一種可降解生物陶瓷材料，由W下成分W重量份制備而成:硝酸巧40份、娃酸鋼40份、 納米氧化侶3.5份、嫁蠟醇藍麻油酸醋0.6份、赤薛糖醇0.35份、聚乙締醇縮甲醒0.75份、硬 脂酸巧0.35份、簇甲基纖維素1.5份、丙酸巧0.2份、聚乙二醇3.5份、碳酸氨錠1.5份、聚乙締 醇4.5份、無水乙醇175份、去離子水300份。
[0020] 上述可降解生物陶瓷材料的制備方法為：（1)將硝酸巧和125份去離子水混合攬拌 15分鐘至溶解；（2)將娃酸鋼和125份去離子水混合攬拌15分鐘至溶解；（3)將2份聚乙二醇 加入硝酸巧溶液中，一邊攬拌一邊滴加娃酸鋼溶液，滴完后繼續攬拌7分鐘；（4)過濾，用無 水乙醇洗涂；（5)放入烘箱中在溫度85°C下烘干；（6)放入般燒爐在溫度825°C下般燒2.5小 時；（7)過篩，去除50ymW上的大顆粒；（8)將納米氧化侶、嫁蠟醇藍麻油酸醋、赤薛糖醇、聚 乙締醇縮甲醒、硬脂酸巧、簇甲基纖維素、丙酸巧、剩余聚乙二醇和碳酸氨錠混合，研磨1.5 小時；（9)過篩，去除600ymW上的大顆粒；（10)將聚乙締醇和剩余去離子水混合溶解；（11) 將所有組分混合，快速攬拌7分鐘；（12)將混合物進行干壓成型，壓力為60MPa;(13)放入般 燒爐中在1100 °C下般燒3.25小時即得。
[0021] 實施例3 一種可降解生物陶瓷材料，由W下成分W重量份制備而成:硝酸巧50份、娃酸鋼50份、 納米氧化侶5份、嫁蠟醇藍麻油酸醋0.8份、赤薛糖醇0.5份、聚乙締醇縮甲醒1份、硬脂酸巧 0.5份、簇甲基纖維素2份、丙酸巧0.3份、聚乙二醇5份、碳酸氨錠2份、聚乙締醇6份、無水乙 醇200份、去離子水350份。
[0022] 上述可降解生物陶瓷材料的制備方法為：（1)將硝酸巧和150份去離子水混合攬拌 20分鐘至溶解；（2)將娃酸鋼和150份去離子水混合攬拌20分鐘至溶解；（3)將3份聚乙二醇 加入硝酸巧溶液中，一邊攬拌一邊滴加娃酸鋼溶液，滴完后繼續攬拌10分鐘；（4)過濾，用無 水乙醇洗涂；巧)放入烘箱中在溫度90°C下烘干；（6)放入般燒爐在溫度850°C下般燒3小時； (7)過篩，去除50ymW上的大顆粒;（8)將納米氧化侶、嫁蠟醇藍麻油酸醋、赤薛糖醇、聚乙締 醇縮甲醒、硬脂酸巧、簇甲基纖維素、丙酸巧、剩余聚乙二醇和碳酸氨錠混合，研磨2小時； (9)過篩，去除600ymW上的大顆粒;（10)將聚乙締醇和剩余去離子水混合溶解;（11)將所有 組分混合，快速攬拌10分鐘；（12)將混合物進行干壓成型，壓力為70MPa; (13)放入般燒爐中 在1200°C下般燒3.5小時即得。
[0023] 實施例4 一種可降解生物陶瓷材料，由W下成分W重量份制備而成:硝酸巧35份、娃酸鋼35份、 納米氧化侶3份、嫁蠟醇藍麻油酸醋0.5份、赤薛糖醇0.3份、聚乙締醇縮甲醒0.6份、硬脂酸 巧0.3份、簇甲基纖維素1.2份、丙酸巧0.15份、聚乙二醇3份、碳酸氨錠1.1份、聚乙締醇4份、 無水乙醇160份、去離子水270份。
[0024] 上述可降解生物陶瓷材料的制備方法為：（1)將硝酸巧和110份去離子水混合攬拌 15分鐘至溶解；（2)將娃酸鋼和110份去離子水混合攬拌15分鐘至溶解；（3)將1.5份聚乙二 醇加入硝酸巧溶液中，一邊攬拌一邊滴加娃酸鋼溶液，滴完后繼續攬拌6分鐘；（4)過濾，用 無水乙醇洗涂；巧)放入烘箱中在溫度85°C下烘干；（6)放入般燒爐在溫度810°C下般燒2.5 小時；（7)過篩，去除50ymW上的大顆粒；（8)將納米氧化侶、嫁蠟醇藍麻油酸醋、赤薛糖醇、 聚乙締醇縮甲醒、硬脂酸巧、簇甲基纖維素、丙酸巧、剩余聚乙二醇和碳酸氨錠混合，研磨 1.5小時；（9)過篩，去除60化mW上的大顆粒；（10)將聚乙締醇和剩余去離子水混合溶解； (11)將所有組分混合，快速攬拌6分鐘；（12)將混合物進行干壓成型，壓力為55MPa; (13)放 入般燒爐中在1100 °C下般燒3.25小時即得。
[0025] 實施例5 一種可降解生物陶瓷材料，由W下成分W重量份制備而成:硝酸巧45份、娃酸鋼45份、 納米氧化侶4份、嫁蠟醇藍麻油酸醋0.7份、赤薛糖醇0.4份、聚乙締醇縮甲醒0.9份、硬脂酸 巧0.4份、簇甲基纖維素1.7份、丙酸巧0.25份、聚乙二醇4份、碳酸氨錠1.8份、聚乙締醇5份、 無水乙醇190份、去離子水330份。
[00%]上述可降解生物陶瓷材料的制備方法為：（1)將硝酸巧和140份去離子水混合攬拌 15分鐘至溶解；（2)將娃酸鋼和140份去離子水混合攬拌15分鐘至溶解；（3)將2.5份聚乙二 醇加入硝酸巧溶液中，一邊攬拌一邊滴加娃酸鋼溶液，滴完后繼續攬拌9分鐘；（4)過濾，用 無水乙醇洗涂；巧)放入烘箱中在溫度85°C下烘干；（6)放入般燒爐在溫度840°C下般燒2.5 小時；（7)過篩，去除50ymW上的大顆粒；（8)將納米氧化侶、嫁蠟醇藍麻油酸醋、赤薛糖醇、 聚乙締醇縮甲醒、硬脂酸巧、簇甲基纖維素、丙酸巧、剩余聚乙二醇和碳酸氨錠混合，研磨 1.5小時；（9)過篩，去除60化mW上的大顆粒；（10)將聚乙締醇和剩余去離子水混合溶解； (11)將所有組分混合，快速攬拌9分鐘；（12)將混合物進行干壓成型，壓力為65MPa; (13)放 入般燒爐中在1100 °C下般燒3.25小時即得。
[0027] 對比例1 本實施例與實施例5的區別在于不含有嫁蠟醇藍麻油酸醋和硬脂酸巧。具體地說是： 一種可降解生物陶瓷材料，由W下成分W重量份制備而成:硝酸巧45份、娃酸鋼45份、 納米氧化侶4份、赤薛糖醇0.4份、聚乙締醇縮甲醒0.9份、簇甲基纖維素1.7份、丙酸巧0.25 份、聚乙二醇4份、碳酸氨錠1.8份、聚乙締醇5份、無水乙醇190份、去離子水330份。
[00%]上述可降解生物陶瓷材料的制備方法為：（1)將硝酸巧和140份去離子水混合攬拌 15分鐘至溶解；（2)將娃酸鋼和140份去離子水混合攬拌15分鐘至溶解；（3)將2.5份聚乙二 醇加入硝酸巧溶液中，一邊攬拌一邊滴加娃酸鋼溶液，滴完后繼續攬拌9分鐘；（4)過濾，用 無水乙醇洗涂；巧)放入烘箱中在溫度85°C下烘干；（6)放入般燒爐在溫度840°C下般燒2.5 小時；（7)過篩，去除50ymW上的大顆粒；（8)將納米氧化侶、赤薛糖醇、聚乙締醇縮甲醒、簇 甲基纖維素、丙酸巧、剩余聚乙二醇和碳酸氨錠混合，研磨1.5小時；（9)過篩，去除600ymW 上的大顆粒；（10)將聚乙締醇和剩余去離子水混合溶解；（11)將所有組分混合，快速攬拌9 分鐘；（12)將混合物進行干壓成型，壓力為65MPa; (13)放入般燒爐中在llOOr下般燒3.25 小時即得。
[00巧]對比例2 本實施例與實施例5的區別在于不含有赤薛糖醇和簇甲基纖維素。具體地說是： 一種可降解生物陶瓷材料，由W下成分W重量份制備而成:硝酸巧45份、娃酸鋼45份、 納米氧化侶4份、嫁蠟醇藍麻油酸醋0.7份、聚乙締醇縮甲醒0.9份、硬脂酸巧0.4份、丙酸巧 0.25份、聚乙二醇4份、碳酸氨錠1.8份、聚乙締醇5份、無水乙醇190份、去離子水330份。
[0030]上述可降解生物陶瓷材料的制備方法為：（1)將硝酸巧和140份去離子水混合攬拌 15分鐘至溶解；（2)將娃酸鋼和140份去離子水混合攬拌15分鐘至溶解；（3)將2.5份聚乙二 醇加入硝酸巧溶液中，一邊攬拌一邊滴加娃酸鋼溶液，滴完后繼續攬拌9分鐘；（4)過濾，用 無水乙醇洗涂；巧)放入烘箱中在溫度85°C下烘干；（6)放入般燒爐在溫度840°C下般燒2.5 小時；（7)過篩，去除50皿W上的大顆粒;（8)將納米氧化侶、嫁蠟醇藍麻油酸醋、聚乙締醇縮 甲醒、硬脂酸巧、丙酸巧、剩余聚乙二醇和碳酸氨錠混合，研磨1.5小時；（9)過篩，去除600μπι W上的大顆粒;（10)將聚乙締醇和剩余去離子水混合溶解;（11)將所有組分混合，快速攬拌 9分鐘；（12)將混合物進行干壓成型，壓力為65MPa; (13)放入般燒爐中在llOCrC下般燒3.25 小時即得。
[0031] 本發明材料的各項性能指標見下表，我們可W看到本材料的氣孔率在60.6- 60.7%，其抗壓強度最高可達50.8MPa，具有良好的抗壓效果，同時本材料還具有較快的降解 率，浸泡于模擬體液中10天后其降解率達到10.69%，具有良好的生物降解性。
[0032] 表1可降解生物陶瓷材料的各項性能指標 ' 注:降解率的測定為在模擬體液中進行。
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【主權項】
1. 一種可降解生物陶瓷材料，其特征在于：由以下成分以重量份制備而成：硝酸鈣30-50份、硅酸鈉30-50份、納米氧化鋁2-5份、鯨蠟醇蓖麻油酸酯0.4-0.8份、赤蘚糖醇0.2-0.5 份、聚乙烯醇縮甲醛0.5-1份、硬脂酸鈣0.2-0.5份、羧甲基纖維素1-2份、丙酸鈣0.1-0.3份、 聚乙二醇2-5份、碳酸氫銨1-2份、聚乙烯醇3-6份、無水乙醇150-200份、去離子水250-350 份。2. 根據權利要求1所述的一種可降解生物陶瓷材料，其特征在于：由以下成分以重量份 制備而成:硝酸鈣35-45份、硅酸鈉35-45份、納米氧化鋁3-4份、鯨蠟醇蓖麻油酸酯0.5-0.7 份、赤蘚糖醇0.3-0.4份、聚乙烯醇縮甲醛0.6-0.9份、硬脂酸鈣0.3-0.4份、羧甲基纖維素 1.2-1.7份、丙酸鈣0.15-0.25份、聚乙二醇3-4份、碳酸氫銨1.1-1.8份、聚乙烯醇4-5份、無 水乙醇160-190份、去離子水270-330份。3. 權利要求1至2任一項所述的一種可降解生物陶瓷材料的制備方法，其特征在于:包 括以下步驟： (1) 將硝酸鈣和100-150份去離子水混合攪拌10-20分鐘至溶解； (2) 將硅酸鈉和100-150份去離子水混合攪拌10-20分鐘至溶解； (3) 將1-3份聚乙二醇加入硝酸鈣溶液中，一邊攪拌一邊滴加硅酸鈉溶液，滴完后繼續 攪拌5-10分鐘； (4) 過濾，用無水乙醇洗滌； (5) 放入烘箱中在溫度80-90°C下烘干； (6) 放入煅燒爐在溫度800-850°C下煅燒2-3小時； (7) 過篩，去除50μπι以上的大顆粒； (8) 將納米氧化鋁、鯨蠟醇蓖麻油酸酯、赤蘚糖醇、聚乙烯醇縮甲醛、硬脂酸鈣、羧甲基 纖維素、丙酸鈣、剩余聚乙二醇和碳酸氫銨混合，研磨1-2小時； (9) 過篩，去除600μπι以上的大顆粒； (10) 將聚乙烯醇和剩余去離子水混合溶解； (11) 將所有組分混合，快速攪拌5-10分鐘； (12) 將混合物進行干壓成型，壓力為50-70MPa; (13) 放入煅燒爐中在1000-1200°C下煅燒3-3.5小時即得。4. 根據權利要求3所述的一種可降解生物陶瓷材料的制備方法，其特征在于:所述步驟 (3 )中攪拌時間為6-9分鐘。5. 根據權利要求3所述的一種可降解生物陶瓷材料的制備方法，其特征在于:所述步驟 (5) 中溫度為85°(：。6. 根據權利要求3所述的一種可降解生物陶瓷材料的制備方法，其特征在于:所述步驟 (6) 中溫度為810-840 °C，煅燒時間為2.5小時。7. 根據權利要求3所述的一種可降解生物陶瓷材料的制備方法，其特征在于:所述步驟 (8 )中研磨時間為1.5小時。8. 根據權利要求3所述的一種可降解生物陶瓷材料的制備方法，其特征在于:所述步驟 (11) 中攪拌時間為6-9分鐘。9. 根據權利要求3所述的一種可降解生物陶瓷材料的制備方法，其特征在于:所述步驟 (12) 中壓力為 55-65MPa。10.根據權利要求3所述的一種可降解生物陶瓷材料的制備方法，其特征在于:所述步 驟(13)中煅燒溫度為1100°C，煅燒時間為3.25小時。
【文檔編號】C04B35/626GK106083020SQ201610471349
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月27日
【發明人】林春梅
【申請人】林春梅