专利名称：一种生物活性玻璃及其制备方法
技术领域：
本发明涉及生物活性玻璃及其制备方法。所述的生物活性玻璃可用于填充骨缺损。
背景技术：
生物活性玻璃的表面会生成活性层以起到粘结医疗器件以及人体组织的作用。与其他的生物活性材料不同的是，生物活性玻璃的化学反应速率可以很容易地通过控制其组成而加以控制。因此，生物活性玻璃有很好的临床应用前景，并已经用于替代外伤后损坏的面部组织，替代中耳内的小骨(听小骨)，以及手术中用于填补骨缺陷。传统的生物活性玻璃由Si02、Na20、Ca0和P2O5组成，其不能被重复加热处理，因为重复的加热处理会导致结晶从而破坏其生物活性。由此给该类生物活性玻璃器件的加工带来了很大问题，它们只能在玻璃的生产过程中通过模具成型或者通过将已成型的玻璃磨碎得到最终的形状。由于只有非结晶的生物玻璃才具有很好的生物活性，且生物活性玻璃本身就很容易发生相分离，因此通过现有技术很难得到一种在重复加热处理过程中不结晶的生物玻璃，除非加入镁、硼的氧化物等添加物以维持其生物活性。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种生物活性玻璃，所述的生物活性玻璃可反复热处理而不结晶且能够塑造成不同形状，适合用于整形外科手术，如植骨术以及填充骨缺损。本发明的第二个目的是提供上述生物活性玻璃的熔融制备方法。本发明的第三个目的是提供上述生物活性玻璃制成的植入式医疗器件。本发明提供了一种生物活性玻璃，其特征在于，由二氧化硅(SiO2) 51 53wt%、氧化钠(Na2O) 21 24wt%、氧化|丐(CaO) 18 21wt%以及五氧化二磷(P2O5) 3 5wt%组成。本发明还提供了上述生物活性玻璃的熔融制备方法，其特征在于，具体步骤为 第一步将二氧化硅(SiO2) 151 157重量份、二水合磷酸氢钙(CaHPO4 2H20)
21. 23 35. 38重量份、碳酸钙(CaCO3) 80. 51 93. 92重量份以及碳酸钠(Na2CO3) 106. 69 121. 93重量份混合；
第二步将所得混合物加热到1350 1450°C并在常压保温3 5小时；
第三步冷却到室温，保持12小时以上以得到固态玻璃；
第四步将所得的固态玻璃粉碎成块；
第五步再次加热到1350 1450°C并在常压保温3 5小时以得到软化的生物活性玻璃组合物；
第六步将所得的生物活性玻璃组合物模塑成所需的形状并冷却到室温。本发明还提供了上述生物活性玻璃制成的植入式医疗器件。本发明所得的生物活性玻璃可以通过传统的方法制成各种需要的器械。本发明的优点包括1、本发明所得的生物活性玻璃可反复热处理而不结晶且能够塑造成不同形状，适合用于整形外科手术，如植骨术以及填充骨缺损；
2、本发明所得的生物活性玻璃适于制造不同尺寸的颗粒。
图I为实施例I、实施例2所得的产品与传统的生物活性玻璃在37°C在SBF中浸泡0、6、27、48、73、124、171、248和336小时时，浸泡时间与硅离子释放量关系图2为实施例I、实施例2所得的产品与传统的生物活性玻璃在37°C在SBF中浸泡O、
6、27、48、73、124、171、248和336小时时，浸泡时间与磷离子沉积量关系图3为实施例I、实施例2所得的产品与传统的生物活性玻璃在37°C在SBF中浸泡O、
6、27、48、73、124、171、248和336小时时，浸泡时间与钙离子沉积量关系图。
具体实施例方式下面结合实施例来具体说明本发明。实施例I
(1)将原料SiO2 154g, CaHPO4 2H20 28. 30g, CaCO3 93. 92g 和 Na2CO3 116. 85g 混合；
(2)将所得的混合物加热到1360°C并常压保温三个小时使其中的碳酸盐反应生成相应的氧化物；
(3)将所得的熔融物冷却到520°C并保温2小时，然后进一步冷却到室温，保持12个小
时；
(4)将所得的固体玻璃粉碎成粒径小于5000u m的小块；
(5)将粉碎后的玻璃块再次加热到1360°C并常压保温三个小时；
(6)所得的软化的生物活性玻璃组合物浇铸到模具中，并冷却到520°C，保温2小时， 然后进一步冷却到室温，保持12个小时，得到500g由SiO2 52wt%、Na2O 23wt%、CaO 21wt% 以及P2O5 4被％组成的生物活性玻璃。在上述生物活性玻璃的制备过程中，不需要使用保护气体。(7)将所得的生物活性玻璃粉碎成颗粒；
(8)将所得的颗粒用乙炔焰进行热激处理，然后在非氧化性气氛中500°C下烧结成块。实施例2
(1)将原料SiO2 154g, CaHPO4 2H20 35. 38g, CaCO3 84. 98g 和 Na2CO3 121. 93g 混合；
(2)将所得的混合物加热到1390°C并常压保温2.5个小时使其中的碳酸盐反应生成相应的氧化物；
(3)将所得的熔融物冷却到520°C并保温3小时，然后进一步冷却到室温，保持12个小
时；
(4)将所得的固体玻璃粉碎成粒径小于5000u m的小块；
(5)将粉碎后的玻璃块再次加热到1390°C并常压保温2.5个小时；
(6)所得的软化的生物活性玻璃组合物浇铸到模具中，并冷却到520°C，保温3小时， 然后进一步冷却到室温，保持12个小时，得到500g由SiO2 52wt%, Na2O 24wt%、CaO 19wt% 以及P2O5 5被％组成的生物活性玻璃。在上述生物活性玻璃的制备过程中，不需要使用保护气体。(7)将所得的生物活性玻璃粉碎成颗粒；
(8)将所得的颗粒用乙炔焰进行热激处理，然后在非氧化性气氛中500°C下烧结成块。
附图1、2和3给出了实施例I和实施例2所得的两种生物活性玻璃的溶解性能。所用的生物活性玻璃颗粒的粒径均小于400 u m，其中包括粒径为I 45 ii m的颗粒。图中每种生物活性玻璃对应曲线上的点均为三组实验的平均值。图中给出了在37°C下在模拟体液(SBF)中浸泡0、6、27、48、73、124、171、248和336小时时，通过紫外-可见比色分析法 (UV-VIS colorimetric analysis)测量的SBF中的磷、I丐的沉积量以及娃离子的释放量。 图1、2和3中的传统的生物活性玻璃为NovaBone Products公司生产的NovaBone产品。 在SBF浸泡测试中磷、钙的沉积量是本领域公知的磷酸钙形成的指标，可以用来指示生物活性。SBF成分如下表
权利要求
1.一种生物活性玻璃，其特征在于，由二氧化娃51 53wt%、氧化钠21 24wt%、氧化隹丐18 21wt%以及五氧化二磷3 5wt%组成。
2.权利要求I所述的生物活性玻璃的熔融制备方法，其特征在于，具体步骤为 第一步将二氧化硅151 157重量份、二水合磷酸氢钙21. 23 35. 38重量份、碳酸钙80. 51 93. 92重量份以及碳酸钠106. 69 121. 93重量份混合；第二步将所得混合物加热到1350 1450°C并在常压保温3 5小时；第三步冷却到室温，保持12小时以上以得到固态玻璃；第四步将所得的固态玻璃粉碎成块；第五步再次加热到1350 1450°C并在常压保温3 5小时以得到软化的生物活性玻璃组合物；第六步将所得的生物活性玻璃组合物模塑成所需的形状并冷却到室温。
3.权利要求I所述的生物活性玻璃制成的植入式医疗器件。
全文摘要
本发明提供了一种生物活性玻璃及其制备方法。所述的生物活性玻璃，其特征在于，由二氧化硅51～53wt%、氧化钠21～24wt%、氧化钙18～21wt%以及五氧化二磷3～5wt%组成。本发明所得的生物活性玻璃可反复热处理而不结晶且能够塑造成不同形状，适合用于整形外科手术，如植骨术以及填充骨缺损。
文档编号A61L27/10GK102531385SQ201210013128
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月17日 优先权日2012年1月17日
发明者严德顺, 周喆, 徐梁, 林志品 申请人:上海中山医疗科技发展公司