一种可降解生物陶瓷材料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种可降解生物陶瓷材料及其制备方法。制备方法如下：先将硝酸钙和去离子水混合搅拌至溶解；将硅酸钠和去离子水混合搅拌至溶解；将聚乙二醇加入硝酸钙溶液中，一边搅拌一边滴加硅酸钠溶液，滴完后继续搅拌，过滤后用无水乙醇洗涤，烘干，再放入煅烧炉煅烧，过筛，去除大颗粒；将纳米氧化铝、鲸蜡醇蓖麻油酸酯、赤藓糖醇、聚乙烯醇缩甲醛、硬脂酸钙、羧甲基纤维素、丙酸钙、剩余聚乙二醇和碳酸氢铵混合研磨，过筛，去除大颗粒；将聚乙烯醇和去离子水混合溶解；将所有组分混合搅拌，将混合物进行干压成型，最后放入煅烧炉中煅烧即得。本发明的可降解生物陶瓷材料具有良好的抗压效果，同时还具有较快的降解率和良好的降解性。
【专利说明】
-种可降解生物陶瓷材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明设及材料领域，具体设及一种可降解生物陶瓷材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 生物陶瓷材料是指用作特定的生物或生理功能的一类陶瓷材料，即直接用于人体 或与人体相关的生物、医用、生物化学等的陶瓷材料，从广义讲，凡属生物工程的陶瓷材料 统称为生物陶瓷材料。生物活性陶瓷中应用最多的是径基憐灰石，径基憐灰石是人体和动 物骨骼的主要无机成分，对于径基憐灰石材料的研究目前已成为国内外生物医用材料领域 的主要课题之一。径基憐灰石具有良好的生物相容性，植入体内不仅安全、无毒，还具有一 定的骨传导性，但是其有个缺点，就是降解性不高。因此，对其进行进一步研究，提高其生物 降解性成为了研究者研究的一个新方向。
[0003]
【发明内容】
[0004] 要解决的技术问题:本发明的目的是提供一种可降解生物陶瓷材料，具有良好的 抗压效果，同时还具有较快的降解率和良好的生物降解性。
[0005] 技术方案:一种可降解生物陶瓷材料，由W下成分W重量份制备而成:硝酸巧so- so 份、娃酸钢 30-50 份、纳米氧化侣 2-5 份、嫁蜡醇藍麻油酸醋 0.4-0.8 份、赤薛糖醇 0.2-0. 5 份、聚乙締醇缩甲醒0.5-1份、硬脂酸觀).2-0.5份、簇甲基纤维素1-2份、丙酸巧0.1-0.3份、 聚乙二醇2-5份、碳酸氨锭1-2份、聚乙締醇3-6份、无水乙醇150-200份、去离子水250-350 份。
[0006] 进一步优选的，所述的一种可降解生物陶瓷材料，由W下成分W重量份制备而成： 硝酸巧35-45份、娃酸钢35-45份、纳米氧化侣3-4份、嫁蜡醇藍麻油酸醋0.5-0.7份、赤薛糖 醇0.3-0.4份、聚乙締醇缩甲醒0.6-0.9份、硬脂酸巧0.3-0.4份、簇甲基纤维素1.2-1.7份、 丙酸巧0.15-0.25份、聚乙二醇3-4份、碳酸氨锭1.1-1.8份、聚乙締醇4-5份、无水乙醇160- 190份、去离子水270-330份。
[0007] 上述可降解生物陶瓷材料的制备方法包括W下步骤： (1) 将硝酸巧和100-150份去离子水混合揽拌10-20分钟至溶解； (2) 将娃酸钢和100-150份去离子水混合揽拌10-20分钟至溶解； (3) 将1-3份聚乙二醇加入硝酸巧溶液中，一边揽拌一边滴加娃酸钢溶液，滴完后继续 揽拌5-10分钟； (4) 过滤，用无水乙醇洗涂； 巧）放入烘箱中在溫度80-90°C下烘干； (6) 放入般烧炉在溫度800-850°C下般烧2-3小时； (7) 过筛，去除50皿W上的大颗粒； (8) 将纳米氧化侣、嫁蜡醇藍麻油酸醋、赤薛糖醇、聚乙締醇缩甲醒、硬脂酸巧、簇甲基 纤维素、丙酸巧、剩余聚乙二醇和碳酸氨锭混合，研磨1-2小时； (9) 过筛，去除600ymW上的大颗粒； (10) 将聚乙締醇和剩余去离子水混合溶解； (11) 将所有组分混合，快速揽拌5-10分钟； (12) 将混合物进行干压成型，压力为50-70MPa; (13) 放入般烧炉中在1000-1200°C下般烧3-3.5小时即得。
[000引进一步的，所述的一种可降解生物陶瓷材料的制备方法，所述的步骤(3)中揽拌时 间为6-9分钟。
[0009] 进一步的，所述的一种可降解生物陶瓷材料的制备方法，所述的步骤巧）中溫度为 85 °C。
[0010] 进一步的，所述的一种可降解生物陶瓷材料的制备方法，所述的步骤(6)中溫度为 810-840°C，般烧时间为2.5小时。
[0011] 进一步的，所述的一种可降解生物陶瓷材料的制备方法，所述的步骤(8)中研磨时 间为1.5小时。
[0012] 进一步的，所述的一种可降解生物陶瓷材料的制备方法，所述的步骤（11)中揽拌 时间为6-9分钟。
[0013] 进一步的，所述的一种可降解生物陶瓷材料的制备方法，所述的步骤（12)中压力 为 55-65M 化。
[0014] 进一步的，所述的一种可降解生物陶瓷材料的制备方法，所述的步骤（13)中般烧 溫度为1100 °C，般烧时间为3.25小时。
[0015] 有益效果:本发明的可降解生物陶瓷材料的气孔率在60.6-60.7%，其抗压强度最 高可达50.8MPa，具有良好的抗压效果，同时本材料还具有较快的降解率，浸泡于模拟体液 中10天后其降解率达到10.69%，具有良好的生物降解性。
[0016]
【具体实施方式】 [0017]实施例1 一种可降解生物陶瓷材料，由W下成分W重量份制备而成:硝酸巧30份、娃酸钢30份、 纳米氧化侣2份、嫁蜡醇藍麻油酸醋0.4份、赤薛糖醇0.2份、聚乙締醇缩甲醒0.5份、硬脂酸 巧0.2份、簇甲基纤维素1份、丙酸巧0.1份、聚乙二醇2份、碳酸氨锭1份、聚乙締醇3份、无水 乙醇150份、去离子水250份。
[0018]上述可降解生物陶瓷材料的制备方法为：（1)将硝酸巧和100份去离子水混合揽拌 10分钟至溶解；（2)将娃酸钢和100份去离子水混合揽拌10分钟至溶解；（3)将1份聚乙二醇 加入硝酸巧溶液中，一边揽拌一边滴加娃酸钢溶液，滴完后继续揽拌5分钟；（4)过滤，用无 水乙醇洗涂；巧)放入烘箱中在溫度80°C下烘干；（6)放入般烧炉在溫度800°C下般烧2小时； (7)过筛，去除50ymW上的大颗粒;（8)将纳米氧化侣、嫁蜡醇藍麻油酸醋、赤薛糖醇、聚乙締 醇缩甲醒、硬脂酸巧、簇甲基纤维素、丙酸巧、剩余聚乙二醇和碳酸氨锭混合，研磨1小时； (9)过筛，去除600ymW上的大颗粒;（10)将聚乙締醇和剩余去离子水混合溶解;（11)将所有 组分混合，快速揽拌5分钟；（12)将混合物进行干压成型，压力为50MPa; (13)放入般烧炉中 在1000 °C下般烧3小时即得。
[0019] 实施例2 一种可降解生物陶瓷材料，由W下成分W重量份制备而成:硝酸巧40份、娃酸钢40份、 纳米氧化侣3.5份、嫁蜡醇藍麻油酸醋0.6份、赤薛糖醇0.35份、聚乙締醇缩甲醒0.75份、硬 脂酸巧0.35份、簇甲基纤维素1.5份、丙酸巧0.2份、聚乙二醇3.5份、碳酸氨锭1.5份、聚乙締 醇4.5份、无水乙醇175份、去离子水300份。
[0020] 上述可降解生物陶瓷材料的制备方法为：（1)将硝酸巧和125份去离子水混合揽拌 15分钟至溶解；（2)将娃酸钢和125份去离子水混合揽拌15分钟至溶解；（3)将2份聚乙二醇 加入硝酸巧溶液中，一边揽拌一边滴加娃酸钢溶液，滴完后继续揽拌7分钟；（4)过滤，用无 水乙醇洗涂；（5)放入烘箱中在溫度85°C下烘干；（6)放入般烧炉在溫度825°C下般烧2.5小 时；（7)过筛，去除50ymW上的大颗粒；（8)将纳米氧化侣、嫁蜡醇藍麻油酸醋、赤薛糖醇、聚 乙締醇缩甲醒、硬脂酸巧、簇甲基纤维素、丙酸巧、剩余聚乙二醇和碳酸氨锭混合，研磨1.5 小时；（9)过筛，去除600ymW上的大颗粒；（10)将聚乙締醇和剩余去离子水混合溶解；（11) 将所有组分混合，快速揽拌7分钟；（12)将混合物进行干压成型，压力为60MPa;(13)放入般 烧炉中在1100 °C下般烧3.25小时即得。
[0021] 实施例3 一种可降解生物陶瓷材料，由W下成分W重量份制备而成:硝酸巧50份、娃酸钢50份、 纳米氧化侣5份、嫁蜡醇藍麻油酸醋0.8份、赤薛糖醇0.5份、聚乙締醇缩甲醒1份、硬脂酸巧 0.5份、簇甲基纤维素2份、丙酸巧0.3份、聚乙二醇5份、碳酸氨锭2份、聚乙締醇6份、无水乙 醇200份、去离子水350份。
[0022] 上述可降解生物陶瓷材料的制备方法为：（1)将硝酸巧和150份去离子水混合揽拌 20分钟至溶解；（2)将娃酸钢和150份去离子水混合揽拌20分钟至溶解；（3)将3份聚乙二醇 加入硝酸巧溶液中，一边揽拌一边滴加娃酸钢溶液，滴完后继续揽拌10分钟；（4)过滤，用无 水乙醇洗涂；巧)放入烘箱中在溫度90°C下烘干；（6)放入般烧炉在溫度850°C下般烧3小时； (7)过筛，去除50ymW上的大颗粒;（8)将纳米氧化侣、嫁蜡醇藍麻油酸醋、赤薛糖醇、聚乙締 醇缩甲醒、硬脂酸巧、簇甲基纤维素、丙酸巧、剩余聚乙二醇和碳酸氨锭混合，研磨2小时； (9)过筛，去除600ymW上的大颗粒;（10)将聚乙締醇和剩余去离子水混合溶解;（11)将所有 组分混合，快速揽拌10分钟；（12)将混合物进行干压成型，压力为70MPa; (13)放入般烧炉中 在1200°C下般烧3.5小时即得。
[0023] 实施例4 一种可降解生物陶瓷材料，由W下成分W重量份制备而成:硝酸巧35份、娃酸钢35份、 纳米氧化侣3份、嫁蜡醇藍麻油酸醋0.5份、赤薛糖醇0.3份、聚乙締醇缩甲醒0.6份、硬脂酸 巧0.3份、簇甲基纤维素1.2份、丙酸巧0.15份、聚乙二醇3份、碳酸氨锭1.1份、聚乙締醇4份、 无水乙醇160份、去离子水270份。
[0024] 上述可降解生物陶瓷材料的制备方法为：（1)将硝酸巧和110份去离子水混合揽拌 15分钟至溶解；（2)将娃酸钢和110份去离子水混合揽拌15分钟至溶解；（3)将1.5份聚乙二 醇加入硝酸巧溶液中，一边揽拌一边滴加娃酸钢溶液，滴完后继续揽拌6分钟；（4)过滤，用 无水乙醇洗涂；巧)放入烘箱中在溫度85°C下烘干；（6)放入般烧炉在溫度810°C下般烧2.5 小时；（7)过筛，去除50ymW上的大颗粒；（8)将纳米氧化侣、嫁蜡醇藍麻油酸醋、赤薛糖醇、 聚乙締醇缩甲醒、硬脂酸巧、簇甲基纤维素、丙酸巧、剩余聚乙二醇和碳酸氨锭混合，研磨 1.5小时；（9)过筛，去除60化mW上的大颗粒；（10)将聚乙締醇和剩余去离子水混合溶解； (11)将所有组分混合，快速揽拌6分钟；（12)将混合物进行干压成型，压力为55MPa; (13)放 入般烧炉中在1100 °C下般烧3.25小时即得。
[0025] 实施例5 一种可降解生物陶瓷材料，由W下成分W重量份制备而成:硝酸巧45份、娃酸钢45份、 纳米氧化侣4份、嫁蜡醇藍麻油酸醋0.7份、赤薛糖醇0.4份、聚乙締醇缩甲醒0.9份、硬脂酸 巧0.4份、簇甲基纤维素1.7份、丙酸巧0.25份、聚乙二醇4份、碳酸氨锭1.8份、聚乙締醇5份、 无水乙醇190份、去离子水330份。
[00%]上述可降解生物陶瓷材料的制备方法为：（1)将硝酸巧和140份去离子水混合揽拌 15分钟至溶解；（2)将娃酸钢和140份去离子水混合揽拌15分钟至溶解；（3)将2.5份聚乙二 醇加入硝酸巧溶液中，一边揽拌一边滴加娃酸钢溶液，滴完后继续揽拌9分钟；（4)过滤，用 无水乙醇洗涂；巧)放入烘箱中在溫度85°C下烘干；（6)放入般烧炉在溫度840°C下般烧2.5 小时；（7)过筛，去除50ymW上的大颗粒；（8)将纳米氧化侣、嫁蜡醇藍麻油酸醋、赤薛糖醇、 聚乙締醇缩甲醒、硬脂酸巧、簇甲基纤维素、丙酸巧、剩余聚乙二醇和碳酸氨锭混合，研磨 1.5小时；（9)过筛，去除60化mW上的大颗粒；（10)将聚乙締醇和剩余去离子水混合溶解； (11)将所有组分混合，快速揽拌9分钟；（12)将混合物进行干压成型，压力为65MPa; (13)放 入般烧炉中在1100 °C下般烧3.25小时即得。
[0027] 对比例1 本实施例与实施例5的区别在于不含有嫁蜡醇藍麻油酸醋和硬脂酸巧。具体地说是： 一种可降解生物陶瓷材料，由W下成分W重量份制备而成:硝酸巧45份、娃酸钢45份、 纳米氧化侣4份、赤薛糖醇0.4份、聚乙締醇缩甲醒0.9份、簇甲基纤维素1.7份、丙酸巧0.25 份、聚乙二醇4份、碳酸氨锭1.8份、聚乙締醇5份、无水乙醇190份、去离子水330份。
[00%]上述可降解生物陶瓷材料的制备方法为：（1)将硝酸巧和140份去离子水混合揽拌 15分钟至溶解；（2)将娃酸钢和140份去离子水混合揽拌15分钟至溶解；（3)将2.5份聚乙二 醇加入硝酸巧溶液中，一边揽拌一边滴加娃酸钢溶液，滴完后继续揽拌9分钟；（4)过滤，用 无水乙醇洗涂；巧)放入烘箱中在溫度85°C下烘干；（6)放入般烧炉在溫度840°C下般烧2.5 小时；（7)过筛，去除50ymW上的大颗粒；（8)将纳米氧化侣、赤薛糖醇、聚乙締醇缩甲醒、簇 甲基纤维素、丙酸巧、剩余聚乙二醇和碳酸氨锭混合，研磨1.5小时；（9)过筛，去除600ymW 上的大颗粒；（10)将聚乙締醇和剩余去离子水混合溶解；（11)将所有组分混合，快速揽拌9 分钟；（12)将混合物进行干压成型，压力为65MPa; (13)放入般烧炉中在llOOr下般烧3.25 小时即得。
[00巧]对比例2 本实施例与实施例5的区别在于不含有赤薛糖醇和簇甲基纤维素。具体地说是： 一种可降解生物陶瓷材料，由W下成分W重量份制备而成:硝酸巧45份、娃酸钢45份、 纳米氧化侣4份、嫁蜡醇藍麻油酸醋0.7份、聚乙締醇缩甲醒0.9份、硬脂酸巧0.4份、丙酸巧 0.25份、聚乙二醇4份、碳酸氨锭1.8份、聚乙締醇5份、无水乙醇190份、去离子水330份。
[0030]上述可降解生物陶瓷材料的制备方法为：（1)将硝酸巧和140份去离子水混合揽拌 15分钟至溶解；（2)将娃酸钢和140份去离子水混合揽拌15分钟至溶解；（3)将2.5份聚乙二 醇加入硝酸巧溶液中，一边揽拌一边滴加娃酸钢溶液，滴完后继续揽拌9分钟；（4)过滤，用 无水乙醇洗涂；巧)放入烘箱中在溫度85°C下烘干；（6)放入般烧炉在溫度840°C下般烧2.5 小时；（7)过筛，去除50皿W上的大颗粒;（8)将纳米氧化侣、嫁蜡醇藍麻油酸醋、聚乙締醇缩 甲醒、硬脂酸巧、丙酸巧、剩余聚乙二醇和碳酸氨锭混合，研磨1.5小时；（9)过筛，去除600μπι W上的大颗粒;（10)将聚乙締醇和剩余去离子水混合溶解;（11)将所有组分混合，快速揽拌 9分钟；（12)将混合物进行干压成型，压力为65MPa; (13)放入般烧炉中在llOCrC下般烧3.25 小时即得。
[0031] 本发明材料的各项性能指标见下表，我们可W看到本材料的气孔率在60.6- 60.7%，其抗压强度最高可达50.8MPa，具有良好的抗压效果，同时本材料还具有较快的降解 率，浸泡于模拟体液中10天后其降解率达到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项性能指标 ' 注:降解率的测定为在模拟体液中进行。
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【主权项】
1. 一种可降解生物陶瓷材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：硝酸钙30-50份、硅酸钠30-50份、纳米氧化铝2-5份、鲸蜡醇蓖麻油酸酯0.4-0.8份、赤藓糖醇0.2-0.5 份、聚乙烯醇缩甲醛0.5-1份、硬脂酸钙0.2-0.5份、羧甲基纤维素1-2份、丙酸钙0.1-0.3份、 聚乙二醇2-5份、碳酸氢铵1-2份、聚乙烯醇3-6份、无水乙醇150-200份、去离子水250-350 份。2. 根据权利要求1所述的一种可降解生物陶瓷材料，其特征在于：由以下成分以重量份 制备而成:硝酸钙35-45份、硅酸钠35-45份、纳米氧化铝3-4份、鲸蜡醇蓖麻油酸酯0.5-0.7 份、赤藓糖醇0.3-0.4份、聚乙烯醇缩甲醛0.6-0.9份、硬脂酸钙0.3-0.4份、羧甲基纤维素 1.2-1.7份、丙酸钙0.15-0.25份、聚乙二醇3-4份、碳酸氢铵1.1-1.8份、聚乙烯醇4-5份、无 水乙醇160-190份、去离子水270-330份。3. 权利要求1至2任一项所述的一种可降解生物陶瓷材料的制备方法，其特征在于:包 括以下步骤： (1) 将硝酸钙和100-150份去离子水混合搅拌10-20分钟至溶解； (2) 将硅酸钠和100-150份去离子水混合搅拌10-20分钟至溶解； (3) 将1-3份聚乙二醇加入硝酸钙溶液中，一边搅拌一边滴加硅酸钠溶液，滴完后继续 搅拌5-10分钟； (4) 过滤，用无水乙醇洗涤； (5) 放入烘箱中在温度80-90°C下烘干； (6) 放入煅烧炉在温度800-850°C下煅烧2-3小时； (7) 过筛，去除50μπι以上的大颗粒； (8) 将纳米氧化铝、鲸蜡醇蓖麻油酸酯、赤藓糖醇、聚乙烯醇缩甲醛、硬脂酸钙、羧甲基 纤维素、丙酸钙、剩余聚乙二醇和碳酸氢铵混合，研磨1-2小时； (9) 过筛，去除600μπι以上的大颗粒； (10) 将聚乙烯醇和剩余去离子水混合溶解； (11) 将所有组分混合，快速搅拌5-10分钟； (12) 将混合物进行干压成型，压力为50-70MPa; (13) 放入煅烧炉中在1000-1200°C下煅烧3-3.5小时即得。4. 根据权利要求3所述的一种可降解生物陶瓷材料的制备方法，其特征在于:所述步骤 (3 )中搅拌时间为6-9分钟。5. 根据权利要求3所述的一种可降解生物陶瓷材料的制备方法，其特征在于:所述步骤 (5) 中温度为85°(：。6. 根据权利要求3所述的一种可降解生物陶瓷材料的制备方法，其特征在于:所述步骤 (6) 中温度为810-840 °C，煅烧时间为2.5小时。7. 根据权利要求3所述的一种可降解生物陶瓷材料的制备方法，其特征在于:所述步骤 (8 )中研磨时间为1.5小时。8. 根据权利要求3所述的一种可降解生物陶瓷材料的制备方法，其特征在于:所述步骤 (11) 中搅拌时间为6-9分钟。9. 根据权利要求3所述的一种可降解生物陶瓷材料的制备方法，其特征在于:所述步骤 (12) 中压力为 55-65MPa。10.根据权利要求3所述的一种可降解生物陶瓷材料的制备方法，其特征在于:所述步 骤(13)中煅烧温度为1100°C，煅烧时间为3.25小时。
【文档编号】C04B35/626GK106083020SQ201610471349
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】林春梅
【申请人】林春梅