一种生物活性材料及其应用的制作方法

本发明涉及一种生物活性材料，具体是一种生物活性材料及其应用，属于生物医学领域。

背景技术：

随着人们生活水平、医疗保健、康复水平的提高，人们对人体器官及骨折缺损的修复和置换等方面的要求日益提高。据统计资料表明，中国每年大约有20万人动手术将髋部、肩膀、手肘和膝盖等部位置换成人工关节。人工关节种类繁多，外观形状复杂，每个病人的关节尺寸都不同。多数情况下，人工关节柄与骨髓腔不能形成紧密的解剖匹配，从而使负荷传递、应力分布高于或低于正常水平，身体容易产生排异反应，导致手术后的并发症，并降低人工关节的使用寿命。这些缺点限制了人工关节在临床上的广泛应用，而一般用来替换的人造骨的钛合金骨骼，制作时间长，往往耽误了最佳的更换时间。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种生物活性材料及其应用，生物活性材料具有一定的生物活性，使用方便；可直接应用于人体中替换关节，且不会产生排异反应。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种生物活性材料，所述生物活性材料的化学通式为ca3(po4)2。

本发明还公开了一种生物活性材料的应用，将上述生物活性材料ca3(po4)2粉末涂覆在钛合金材料制成的人造骨骼表面可以制成人工关节植入人体中。

本发明还公开了另一种生物活性材料的应用，将生物活性材料ca3(po4)2块体制成特定形状植入人体中可直接替换人体关节。

本发明的材料具有良好的生物活性，在模拟体液中矿化后表面可以生成羟基磷灰石，可以将其以粉末状态或块体状态置入人体中被应用，人体不会产生排异反应，不会有并发症、大大延长了使用的寿命；由于其本身无毒，因此置入人体内不会威胁到人体健康和生命安全，因而可以保证生物安全性。

附图说明

图1为制备的材料的扫描电镜图；

图2为制备的材料矿化后的扫描电镜图；

图3为样品浸泡10天后的xrd图谱。

具体实施方式

下面对本发明作进一步详细说明。

实施例1

磷酸钙骨质生物材料的制备工艺包括如下步骤：

(1)以含钙离子的化合物、含磷离子的化合物为原料，按通式ca3(po4)2中对应元素的化学计量比称取各原料，分别溶解于稀盐酸溶液中，溶解后添加草酸，得到各原料的混合液；

(2)将上述混合液缓慢混合，在温度为80℃的条件下搅拌3小时，静置、烘干，得到蓬松的前驱体；

(3)将前驱体置于坩埚中，在马弗炉中煅烧，煅烧温度为800℃，煅烧时间10小时，得到粉末状磷酸钙骨质材料。

将制备好的粉体在模拟体液(sbf)中浸泡1天、5天和10天，观察其不同矿化时间下表面形貌的变化，判断硼酸钙粉体表面是否有类骨磷灰石层形成，评价其生物活性。模拟体液(sbf)含有与人体血浆相近的离子及离子团浓度。其组成为：

每一克的粉体加入模拟体液(sbf)100毫升。将浸泡不同时间段的粉体从模拟体液(sbf)中取出，用去离子水清洗，然后干燥4小时，

图1是按本发明实施例1技术方案制备的样品浸泡模拟体液(sbf)前的扫描电镜图。

图2是按本发明实施例1技术方案制备的样品的扫描电镜图，浸泡模拟体液10天后，粉体表面已经完全被纳米级的羟基磷灰石所覆盖，说明粉体具有良好的生物活性。

图3是样品浸泡10天后的xrd图谱，xrd测试结果显示，样品表面为羟基磷灰石层，pdf卡片编号09-0432。

实施例2

磷酸钙骨质生物材料的制备工艺包括如下步骤：

(1)以含钙离子的化合物、含磷离子的化合物为原料，按通式ca3(po4)2中对应元素的化学计量比称取各原料，分别溶解于稀盐酸溶液中，溶解后添加络合剂，得到各原料的混合液；

(2)将上述混合液缓慢混合，在温度为40℃的条件下搅拌4小时，静置、烘干，得到蓬松的前驱体；

(3)将前驱体置于坩埚中，在马弗炉中煅烧，煅烧温度为900℃，煅烧时间2小时，得到粉末状磷酸钙骨质材料。

实施例2制得的材料性能和实施例1类似，该制备样品具备生物活性。

实施例3

磷酸钙骨质生物材料的制备工艺包括如下步骤：

(1)以含钙离子的化合物、含磷离子的化合物为原料，按通式ca3(po4)2中对应元素的化学计量比称取各原料，分别溶解于稀盐酸溶液中，溶解后添加络合剂，得到各原料的混合液；

(2)将上述混合液缓慢混合，在温度为90℃的条件下搅拌2小时，静置、烘干，得到蓬松的前驱体；

(3)将前驱体置于坩埚中，在马弗炉中煅烧，煅烧温度为500℃，煅烧时间15小时，得到粉末状磷酸钙骨质材料。

实施例3制得的材料性能和实施例1类似，该制备样品具备生物活性。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种生物活性材料及其应用，所述生物活性材料的化学通式为Ca3(PO4)2，可以将该粉末涂覆在钛合金材料制成的人造骨骼表面可以制成人工关节植入人体中；也可以将其作为块体制成特定形状植入人体中可直接替换人体关节。本发明的材料具有良好的生物活性，在模拟体液中矿化后表面可以生成羟基磷灰石，可以将其以粉末状态或块体状态置入人体中被应用，人体不会产生排异反应，不会有并发症、大大延长了使用的寿命；由于其本身无毒，因此置入人体内不会威胁到人体健康和生命安全，因而可以保证生物安全性。

技术研发人员：吴襟;郑涵
受保护的技术使用者：微普安全科技（徐州）股份有限公司
技术研发日：2018.11.27
技术公布日：2019.04.02