專利名稱：納米金屬粒子原位生長增強多孔鈣磷玻璃陶瓷及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米金屬粒子原位生長增強多孔鈣磷玻璃陶瓷及其制備方法，屬 于生物陶瓷制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鈣磷生物玻璃是一種表面活性材料，具有良好的生物相容性、無毒副作用和可加 工性，一定條件下能與人體骨或軟組織形成生理結(jié)合。但氣孔率高與強度低，強度高與生物 活性差的矛盾一直制約該材料的發(fā)展和應(yīng)用。在影響Ca0-P205-Na20體系材料生物活性的各個因素中，有些因素能夠直接影響材 料的生物活性，如材料原始組成、微量元素的添加、析晶相的種類和含量、支架材料的微觀 結(jié)構(gòu)等。另外，骨組織工程還要求支架具有相互連通的大孔結(jié)構(gòu)。孔結(jié)構(gòu)可以促進細胞的吸 附、增殖，還可以為生物體內(nèi)的液體流動提供通道。然而氣孔率的提高一方面可加快降解， 但同時也導致抗壓強度的降低。且抗壓強度與氣孔率幾乎成指數(shù)形式銳減，因此如何在保 證材料具有合適的孔徑尺寸及孔隙率的前提下，盡可能高的提高材料的力學性能成為限制 該類支架材料應(yīng)用的關(guān)鍵問題。近年來開展了大量相關(guān)研究旨在保持較好降解性的基礎(chǔ)上 提高材料的力學強度，發(fā)現(xiàn)納米相的存在可以顯著提高多孔材料的強度。制備多孔玻璃陶瓷材料的方法主要包括添加造孔劑法、擠壓成型法、顆粒堆 積法、有機泡沫浸漬法、發(fā)泡法、溶膠凝膠法等；其中，有機泡沫浸漬法是目前制備多孔 陶瓷應(yīng)用最廣泛的方法之一。該方法的獨特之處在于其借助有機泡沫體的開孔三維網(wǎng) 狀骨架結(jié)構(gòu)，所得多孔陶瓷產(chǎn)品的孔隙結(jié)構(gòu)與所用有機泡沫體近乎相同，孔徑尺寸亦主 要取決于有機泡沫體的孔徑尺寸。有關(guān)多孔生物活性玻璃陶瓷制備方法的專利較多，如 CN20040087429,克B2407812等。US2004087429介紹了通過添加生物活性玻璃作為燒結(jié)助 劑制備Ca0-Si02基鈣磷酸鹽玻璃陶瓷的方法，平均晶粒尺寸為10 20nm，改善了材料的機 械強度。日本專利JP2005008440介紹了一種利用空氣中C還原，鈣磷酸鹽玻璃纖維增強的 方法，提高了材料的熱絕緣性，抗摩擦性能等。JP9087124，JP61072638和JP19840193477 介紹了通過表面處理改善生物活性的方法，其中后者Ca/P原子比在0. 35 1. 7之間。 DE4131212介紹了金屬材料與鈣磷酸鹽復合改善力學性能的方法，兩種材料通過晶界玻璃 相連接，具有較好的力學性能和生物活性。專利DE19744809介紹的多孔鈣磷酸鹽玻璃以 Ca2KNa (P04) 2，Ca5Na2 (P04) 2或Ca6Na3 (P04) 5為主晶相，氣孔率為33 80 %，溶解速率極快， 達300 4000毫克/升/天。美國專利20020035402報道骨誘導生物材料總氣孔率為 20 90%，介孔粒徑為0. 1 1. 5mm。相關(guān)的文獻報道也較多，如TeixeiraS等人[1]采用 了有機泡沫浸漬法在1300°C熱處理溫度下制備了多孔HA支架，該方法所制備的多孔HA支 架具有均一穩(wěn)定的大孔結(jié)構(gòu)，其孔徑范圍在100 400 ym，且孔壁上具有微孔結(jié)構(gòu)，微孔孔 徑保持在1 lOym，保證了大孔之間的貫通性，支架材料全部由HA晶粒組成，不含其它析 晶相與玻璃相。RamayHR等人[2]將凝膠鑄模法與有機泡沫浸漬法結(jié)合制備出了多孔HA支架，這比采用單一方法更能控制支架材料的微觀結(jié)構(gòu)，制備出的多孔支架材料具有均一、貫 通性良好的大孔結(jié)構(gòu)，孔徑范圍保持在200 400 y m ；在固相含量為50%時，支架氣孔率達 到71%，其抗壓強度最高可達到5MPa。到目前為止，已發(fā)表論文和專利都只是利用泡沫體 作為多孔結(jié)構(gòu)的模板。另外，骨微量元素在促進新骨生長方面有著不可替代的作用。Zn元素能夠顯著地 促進細胞的黏附及生長，可促進支架材料在機體內(nèi)的礦化速率；Sr能夠促進成骨細胞的形 成，抑制破骨細胞的吸收；MG可改變生物玻璃的孔隙率和比表面積，提高材料的力學性能。 如專利 JP19960120556，P19860148177, US4626514 和 JP4325442 等介紹了通過摻雜微量元 素來提高生物玻璃的力學性能和生物活性的方法；US4681633介紹了通過摻雜骨微量元素 Zn提高強度和韌性方法；US5236495介紹了一種用微量元素Sr取代Ca的方法，所制得的玻 璃呈半透明狀，具有較好的機械性能和耐化學性，可用于牙替代材料。上述多孔支架因力學強度較低，僅能作為骨修復的填充材料，很難滿足承重骨的 力學性能，并且降解性能也難以與新骨生長速率相匹配。因此探索一種具有較高的力學 性能以及適宜的生物降解性和生物活性的生物支架材料的制備方法，將有助于骨缺損的治 療。

發(fā)明內(nèi)容
而本發(fā)明的獨特之處在于以Ca0-P205-Na20體系為基體，通過添加一種或兩種含骨 微量元素的金屬氧化物來控制其微觀結(jié)構(gòu)、其關(guān)鍵在于骨微量元素最終以金屬粒子的形式 存在于玻璃相中，起到原位生長納米金屬粒子增強的作用。本發(fā)明的技術(shù)方案如下納米金屬粒子原位生長增強的多孔鈣磷酸鹽玻璃陶瓷，其組成為 P205-Ca0-Na20-A0-B0，其中A、B為Zn，Sr或Mg ；A、B同時存在或單一存在，同時存在時A、B 為不同的元素。玻璃陶瓷氣孔率為60 83%，抗壓強度為10 18MPa。本發(fā)明納米金屬粒子原位生長增強的多孔鈣磷酸鹽玻璃陶瓷制備方法，步驟如 下1.選擇P205-Ca0-Na20基體的質(zhì)量百分比為50 45 5 ；2.P205前驅(qū)體溶液的制備將P205加入到小分子有機溶劑中，配成濃度為為 0. 08 0. 21g/ml ；由于P205溶解時放出大量熱，所以應(yīng)緩慢加入，且溫度控制在40°C以下， 以防止p205揮發(fā)；混合后攪拌形成穩(wěn)定的透明溶液；3.溶膠的制備將鈣鹽和鈉鹽滴入P205的前驅(qū)體溶液中，充分攪拌，并用氨水調(diào)節(jié) pH值至7 8之間，超聲分散10 15分鐘，得到均勻的混合溶膠；4.凝膠的制備將步驟3)的混合溶膠密封，室溫下靜置充分反應(yīng)得凝膠；再在 60 120°C烘箱中干燥，得到白色干凝膠粉末；將此干凝膠粉進行預燒排出乙醇，得到灰白 色粉末；過篩，使其顆粒粒徑小于200 y m ；5.多孔支架的制備在步驟4)的粉體中分別或同時加入質(zhì)量分數(shù)(金屬氧化物 相對于基體的質(zhì)量分數(shù))為1 3%、2. 5 4.0%或1.5 3. 5%的骨微量元素Zn、Sr或 Mg的金屬氧化物，在混合后的粉料中加入聚丙烯酸分散劑PVA(如果是質(zhì)量分數(shù)為5%的 PVA,其與CPN的質(zhì)量比為1:2)，并用氨水調(diào)節(jié)pH至9 10，機械攪拌15 30分鐘制得漿料；然后用浸漬法制備多孔支架坯體，并在空氣中干燥；N2保護氣氛中500 750°C處理 1 3小時得到納米金屬粒子原位生長的多孔鈣磷酸鹽玻璃陶瓷。所述的鈣鹽為Ca(N03)24H20。鈉鹽為CH30Na。Sr的金屬氧化物為SrO。Mg的金屬 氧化物為MgO。Zn的金屬氧化物為ZnO。用浸漬法制備多孔支架坯體，所用有機泡沫體結(jié)構(gòu)如圖1所示，并在空氣中干燥。 N2保護氣氛中500 750°C處理1 3小時得到氣孔率為60 83%，抗壓強度為10 18MPa的納米金屬粒子原位生長的多孔鈣磷酸鹽玻璃陶瓷。本發(fā)明通過摻雜含骨微量元素的金屬氧化物，利用保護氣氛下泡沫裂解產(chǎn)生的碳 還原金屬氧化物，從而達到納米金屬粒子增強玻璃陶瓷強度的目的。以該方法制備的多孔 玻璃陶瓷具有較高的抗壓強度和優(yōu)良的降解性能，可用于骨組織缺損、修復等。


圖1為所用有機泡沫體的顯微結(jié)構(gòu)；圖2為多孔支架的掃描電鏡照片；圖3多為孔支架的顯微結(jié)構(gòu)；圖4為實例5試樣熱處理后的XRD圖譜；圖5為未加微量元素多孔支架上的細胞粘附圖；圖6為培養(yǎng)7天后未加微量元素多孔支架上的細胞黏附圖；圖7為加微量元素多孔支架上的細胞粘附圖；圖8為培養(yǎng)7天后加微量元素多孔支架上的細胞黏附圖。
具體實施例方式實施例1 :Ca0-P205-Na20-Zn0 體系(Zn0% = 1 3% )以 P205，Ca (N03) 24H20, CH30Na, Zn (N03) 26H20 為原料，按原料中的 P205-Ca0_Na20 質(zhì)量 百分比為 50 45 5，精確稱取 19. 162 克 P205，35. 423 克 Ca(N03)24H20，2. 702 克 CH30Na。 先制備P205的乙醇溶液將稱取的P205緩慢加入100ml乙醇中(由于P205溶解時放出大量 熱，所以應(yīng)緩慢加入，且溫度控制在40°C以下，以防止P205揮發(fā))，得到穩(wěn)定的透明溶液A。 再制備Ca(N03)24H20，CH30Na的乙醇溶液將稱取的鈣鹽和鈉鹽溶于90ml乙醇中，攪拌均勻 得到溶液B。將B緩慢加入A中，攪拌均勻，并調(diào)節(jié)pH至7 8，充分混合后超聲10 15 分鐘可得到透明的均勻溶膠。將所制得的混合溶膠密封，在室溫下靜置得到形態(tài)均勻的凝 膠；再將其置入60 120°C烘箱中干燥，得到白色干凝膠粉末。將此干凝膠粉進行預燒， 得到灰白色粉末CPN;過篩，使其顆粒粒徑小于200 ym。按質(zhì)量分數(shù)ZnO%= 1 3%稱取 0. 810 2. 430克ZnO，與CPN粉末混合后加入質(zhì)量分數(shù)為5%的聚丙烯酸分散劑PVA(PVA 與混合粉料的質(zhì)量比為1 2)。再用氨水調(diào)節(jié)pH至9 10，機械攪拌15 30分鐘制得 流動性適宜的漿料；然后用浸漬法制備多孔支架坯體(所用有機泡沫體結(jié)構(gòu)如圖1所示)， 并在空氣中干燥。將所制坯體分別置于N2保護氣氛下(密封)550 750°C進行熱處理，即 可獲得孔隙率為60 64%，強度為11. 5 14. OMPa，平均強度為12. 5MPa的多孔鈣磷酸鹽 玻璃陶瓷。實施例2 Ca0-P205-Na20-Zn0-Sr0 體系(Zn0% = 2%，Sr0% = 2. 5 4. 0% )
以 P205，Ca(N03)24H20, CH30Na，Zn (N03)26H20, Sr (N03)2 為原料，按原料中的 P205-Ca0-Na20 質(zhì)量百分比為 50 45 5，精確稱取 19. 162 克 P205，35. 423 克 Ca (N03) 24H20， 2. 702克CH30Na。先制備P205的乙醇溶液將稱取的P205緩慢加入100ml乙醇中(由于P205 溶解時放出大量熱，所以應(yīng)緩慢加入，且溫度控制在40°C以下，以防止P205揮發(fā))，得到穩(wěn)定 的透明溶液A。再制備Ca(N03)24H20，CH30Na的乙醇溶液將稱取的鈣鹽和鈉鹽溶于90ml乙 醇中，攪拌均勻得到溶液B。將B緩慢加入A中，攪拌均勻，并調(diào)節(jié)pH至7 8，充分混合后 超聲10 15分鐘可得到透明的均勻溶膠。將所制得的混合溶膠密封，在室溫下靜置得到 形態(tài)均勻的凝膠；再將其置入60 120°C烘箱中干燥，得到白色干凝膠粉末。將此干凝膠 粉進行預燒，得到灰白色粉末CPN，過篩；使其顆粒粒徑小于200 ym。按質(zhì)量分數(shù)Zn0% = 2%, SrO% = 2. 5 4. 0%分別稱取 1. 620 克 ZnO 和 2. 591 4. 145 克 SrO，與 CPN 粉末混 合后加入質(zhì)量分數(shù)為5%的聚丙烯酸分散劑PVA(PVA與混合粉料的質(zhì)量比為1 2)。再用 氨水調(diào)節(jié)pH至9 10，機械攪拌15 30分鐘制得流動性適宜的漿料；然后用浸漬法制備 多孔支架坯體(所用有機泡沫體結(jié)構(gòu)如圖1所示)，并在空氣中干燥。將所制坯體分別置 于N2保護氣氛下(密封)500 750°C進行熱處理，即可獲得氣孔率為61 79%，強度為 10 13MPa，平均強度為12MPa的多孔鈣磷酸鹽玻璃陶瓷。
實施例 3 Ca0-P205-Na20-Zn0-Sr0 體系(Zn0% = 2%, Sr0%= 3% )以P205，Ca(N03)24H20, CH30Na，Zn (N03)26H20, Sr (N03)2 為原料，按原料中的 P205-Ca0-Na20 質(zhì)量百分比為 50 45 5，精確稱取 19. 162 克 P205，35. 423 克 Ca (N03) 24H20， 2. 702克CH30Na。先制備P205的乙醇溶液將稱取的P205緩慢加入100ml乙醇中(由于P205 溶解時放出大量熱，所以應(yīng)緩慢加入，且溫度控制在40°C以下，以防止P205揮發(fā))，得到穩(wěn)定 的透明溶液A。再制備Ca(N03)24H20，CH30Na的乙醇溶液將稱取的鈣鹽和鈉鹽溶于90ml乙 醇中，攪拌均勻得到溶液B。將B緩慢加入A中，攪拌均勻，并調(diào)節(jié)pH至7 8，充分混合后 超聲10 15分鐘可得到透明的均勻溶膠。將所制得的混合溶膠密封，在室溫下靜置得到 形態(tài)均勻的凝膠；再將其置入60 120°C烘箱中干燥，得到白色干凝膠粉末。將此干凝膠 粉進行預燒，得到灰白色粉末CPN ；過篩，使其顆粒粒徑小于200 ym。按質(zhì)量分數(shù)Zn0% = 2%, Sr0%= 3%分別稱取1. 620克ZnO和3. 109克SrO，與CPN粉末混合后加入質(zhì)量分數(shù) 為5%的聚丙烯酸分散劑PVA(PVA與混合粉料的質(zhì)量比為1 2)。再用氨水調(diào)節(jié)pH至9 10，機械攪拌15 30分鐘制得流動性適宜的漿料；然后用浸漬法制備多孔支架坯體(所用 有機泡沫體結(jié)構(gòu)如圖1所示)，并在空氣中干燥。將所制坯體分別置于N2保護氣氛下(密 封)750°C進行熱處理，即可獲得強度為13MPa，孔隙率為70%的多孔鈣磷酸鹽玻璃陶瓷。實施例4 Ca0-P205-Na20-Sr0-Mg0 體系(Sr0% = 3%, MgO% = 1. 5 3. 5% )以P205，Ca (N03) 24H20，CH30Na，Sr (N03) 2，Mg (N03) 2 為原料，按原料中的 P205-Ca0_Na20 質(zhì)量百分比為 50 45 5，精確稱取 19. 162 克 P205，35. 423 克 Ca(N03)24H20，2. 702 克 CH30Na。先先制備P205的乙醇溶液將稱取的P205緩慢加入100ml乙醇中(由于P205溶解 時放出大量熱，所以應(yīng)緩慢加入，且溫度控制在40°C以下，以防止P205揮發(fā))，得到穩(wěn)定的透 明溶液A。再制備Ca(N03)24H20，CH30Na的乙醇溶液將稱取的鈣鹽和鈉鹽溶于90ml乙醇 中，攪拌均勻得到溶液B。將B緩慢加入A中，攪拌均勻，并調(diào)節(jié)pH至7 8，充分混合后超 聲10 15分鐘可得到透明的均勻溶膠。將所制得的混合溶膠密封，在室溫下靜置得到形 態(tài)均勻的凝膠；再將其置入60 120°C烘箱中干燥，得到白色干凝膠粉末。將此干凝膠粉進行預燒，得到灰白色粉末CPN;過篩，使其顆粒粒徑小于200i!m。按質(zhì)量分數(shù)Sr0%= 3%, MgO% = 1. 5 3. 5%分別稱取3. 109克SrO和0. 600 1. 400克MgO，與CPN粉末混合后 加入質(zhì)量分數(shù)為5%的聚丙烯酸分散劑PVA(PVA與混合粉料的質(zhì)量比為1 2)。再用氨水 調(diào)節(jié)pH至9 10，機械攪拌15 30分鐘制得流動性適宜的漿料；然后用浸漬法制備多孔 支架坯體(所用有機泡沫體結(jié)構(gòu)如圖1所示)，并在空氣中干燥。將所制坯體分別置于N2 保護氣氛下(密封)550 700°C進行熱處理，即可獲得孔隙率為68 83%，強度為12 18MPa，平均強度為16MPa的多孔鈣磷酸鹽玻璃陶瓷。實施例5 Ca0-P205-Na20-Sr0-Mg0 體系(Sr0% = 3%, Mg0%= 2% )以 P205，Ca (N03) 24H20, CH30Na, Sr (N03)2,Mg (N03) 2 為原料，按原料中的 P205-Ca0_Na20 質(zhì)量百分比為 50 45 5，精確稱取 19. 162 克 P205，35. 423 克 Ca(N03)24H20，2. 702 克 CH30Na。先制備P205的乙醇溶液將稱取的P205緩慢加入100ml乙醇中(由于P205溶解時 放出大量熱，所以應(yīng)緩慢加入，且溫度控制在40°C以下，以防止P205揮發(fā))，得到穩(wěn)定的透 明溶液A。再制備Ca(N03)24H20，CH30Na的乙醇溶液將稱取的鈣鹽和鈉鹽溶于90ml乙醇 中，攪拌均勻得到溶液B。將B緩慢加入A中，攪拌均勻，并調(diào)節(jié)pH至7 8，充分混合后 超聲10 15分鐘可得到透明的均勻溶膠。將所制得的混合溶膠密封，在室溫下靜置得到 形態(tài)均勻的凝膠；再將其置入60 120°C烘箱中干燥，得到白色干凝膠粉末。將此干凝膠 粉進行預燒，得到灰白色粉末CPN ；過篩，使其顆粒粒徑小于200 u m。按質(zhì)量分數(shù)Sr0% = 3%, Mg0%= 2%分別稱取3. 109克SrO和0. 8克MgO，與CPN粉末混合后加入質(zhì)量分數(shù)為 5%的聚丙烯酸分散劑PVA(PVA與混合粉料的質(zhì)量比為1 2)。再用氨水調(diào)節(jié)pH至9 10，機械攪拌15 30分鐘制得流動性適宜的漿料；然后用浸漬法制備多孔支架坯體(所用 有機泡沫體結(jié)構(gòu)如圖1所示)，并在空氣中干燥。將所制坯體分別置于N2保護氣氛下(密 封)700°C進行熱處理，即可獲得強度為18MPa，孔隙率為78%的多孔鈣磷酸鹽玻璃陶瓷。多 孔支架的掃描電鏡照片如圖2所示，由圖2可以看出多孔坯體經(jīng)熱處理后，可獲得具有大量 的連通孔，且孔壁上存在大量微孔的結(jié)構(gòu)。這使材料在處于生理環(huán)境時，為材料中離子的 溶解和羥基磷灰石的形成提供了更大的反應(yīng)界面和更多的成核位置。這對于提高玻璃陶 瓷的生物活性和降解性非常有利。多孔支架顯微結(jié)構(gòu)圖如圖3所示，從圖可以看出，材料 的孔筋為致密的玻璃相，而孔壁表面由析晶相和玻璃相構(gòu)成，玻璃中納米晶粒的嵌入可以 顯著提高材料的力學性能。試樣熱處理后的XRD圖譜如圖4所示，從圖可以看出，試樣主 晶相為 Ca4P6019Ca4P6019 (其 Ca/P 比介于 3 _Ca2P207 和 CaP206 之間)，另外還有 3 _Ca2P207 和 Ca7Mg2P6024 的存在。實施例6:生物實驗對實施例5所制備的多孔陶瓷進行細胞粘附、生長和增殖測試；具體方法為對實 施例5的多孔支架進行高溫、高壓消毒，置于小鼠胚胎成骨細胞(MC3T3-E1)的培養(yǎng)液中進 行細胞培養(yǎng)實驗，培養(yǎng)時間為7天。MC3T3-E1細胞培養(yǎng)液每3天更換一次，7天后取出多 孔支架試樣，并用磷基緩沖液(PBS)沖洗，在SEM下觀測MC3T3-E1細胞在多孔支架材料上 的黏附、分布及磷灰石的礦化。圖5為未加微量元素多孔支架上的細胞粘附圖；圖6為培 養(yǎng)7天后未加微量元素多孔支架上的細胞黏附圖；從6可以觀測到一些白色細微顆粒，這 些白色細微顆粒為支架在細胞培養(yǎng)液中礦化產(chǎn)生的羥基磷灰石顆粒。圖7為加微量元素多 孔支架上的細胞粘附圖；圖8為培養(yǎng)7天后加微量元素多孔支架上的細胞黏附圖。與圖7相比，可以明顯看出所形成的磷灰石顆粒無論在數(shù)目上，還是在粒徑上都有明顯的增加，這 表明添加微量元素后的玻璃陶瓷支架對細胞黏附能力變好，磷灰石的礦化速率得到明顯增 強。對比未添加微量元素的玻璃陶瓷支架的形貌圖(圖6)，還可以明顯觀測到有多層細胞 附著在支架表面上，且與支架材料的附著更為牢固，細胞黏附程度的明顯增加表明添加微 量元素可以在很大程度上提高玻璃陶瓷支架對細胞的黏附。部分參考文獻[1]Teixeira S, Rodriguez MA, PenaP, etal.Physicalcharacterization of hydroxyapatite porousscaffolds for tissue engineering. Materials Science andEngineeringC,2009，29，1510—1514.[2]Ramay HR,Zhang MQ. Preparation of porous hydroxyapatite scaffolds by combination ofthe gel-casting and polymersponge me. ods. Biomaterials,2003,24, 3293-3302.
權(quán)利要求
納米金屬粒子原位生長增強的多孔鈣磷酸鹽玻璃陶瓷，其特征是組成為P2O5-CaO-Na2O-AO-BO，其中A、B為Zn，Sr或Mg；A、B同時存在或單一存在，同時存在時A、B為不同的元素。
2.如1權(quán)利要求1所述的玻璃陶瓷，其特征是玻璃陶瓷氣孔率為60 83%，抗壓強度 為 10 18MPa。
3.納米金屬粒子原位生長增強的多孔鈣磷酸鹽玻璃陶瓷制備方法，步驟如下1)選擇P205-Ca0-Na20基體的質(zhì)量百分比為50 45 5 ；2)前驅(qū)體溶液的制備將P205加入到小分子有機溶劑中，配成濃度為0.08 0. 21g/ml 溶液；溫度控制在40°C以下，混合后攪拌形成穩(wěn)定的透明溶液；3)溶膠的制備將鈣鹽和鈉鹽滴入P205的前驅(qū)體溶液中，充分攪拌，并用氨水調(diào)節(jié)pH 值至7 8之間，超聲分散10 15分鐘，得到均勻的混合溶膠；4)凝膠的制備將步驟3)的混合溶膠密封，室溫下靜置充分反應(yīng)得凝膠；再在60 120°C烘箱中干燥，得到白色干凝膠粉末；將此干凝膠粉進行預燒排出乙醇，得到灰白色粉 末；過篩，使其顆粒粒徑小于200 y m ；5)多孔支架的制備在步驟4)的粉體中分別或同時加入相對于基體的質(zhì)量百分數(shù)為 1 3%、2. 5 4. 0%或1.5 3. 5%的骨微量元素Zn、Sr或Mg的金屬氧化物，在混合后的 粉料中加入聚丙烯酸分散劑PVA，5%的PVA與CPN的質(zhì)量比為1 2，并用氨水調(diào)節(jié)pH至 9 10，機械攪拌15 30分鐘制得漿料；然后用浸漬法制備多孔支架坯體，并在空氣中干 燥；N2保護氣氛中500 750°C處理1 3小時得到納米金屬粒子原位生長的多孔鈣磷酸 鹽玻璃陶瓷。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征是所述的鈣鹽為Ca(N03)2 4H20。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征是所述的鈉鹽為CH30Na或NaN03。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征是所述的Sr的金屬氧化物為SrO。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征是所述的Mg的金屬氧化物為MgO。
8.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征是所述的Zn的金屬氧化物為ZnO。
全文摘要
本發(fā)明本發(fā)明涉及一種納米金屬粒子原位生長增強多孔鈣磷玻璃陶瓷及其制備方法，以CaO-P2O5-Na2O為基體，原位生長納米金屬粒子增強的多孔鈣磷酸鹽玻璃陶瓷及其制備方法，屬于生物陶瓷制備技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于，以質(zhì)量百分比為50∶45∶5的CaO-P2O5-Na2O(CPN)體系為基體，通過將該玻璃陶瓷基體粉末與含骨微量元素的金屬氧化物混合，加入聚丙烯酸分散劑制得料漿。再通過多孔泡沫浸漬法，在保護氣氛下利用聚氨酯泡沫體裂解產(chǎn)生的C還原金屬氧化物，從而獲得原位生長納米金屬粒子增強的多孔鈣磷酸鹽玻璃陶瓷。本發(fā)明的優(yōu)點在于以該方法制備的多孔陶瓷，氣孔率為60～83％，抗壓強度達10～18MPa。以該方法制備的多孔玻璃陶瓷還具有優(yōu)良的降解性能，可用于骨組織缺損、修復等。
文檔編號C03C10/00GK101857372SQ20101020094
公開日2010年10月13日 申請日期2010年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月17日
發(fā)明者李建新, 李許東, 王正娟, 蔡舒 申請人:天津大學