专利名称：一种非晶态生物活性超细粉体的制备方法
技术领域：
本发明涉及生物医学材料领域，特别是一种非晶态生物活性超细粉体的制备方法。
背景技术：
目飾临床用于骨缺损修复的生物活性材料(Na20"Ca(hSift-&05系统)^JI3l高m融法制得， 这种方法对设备要求条件较高、工艺条件苛刻、不易控制，.且产品组分不易均匀、易受坩埚中微 量微量元素污染。利用溶胶一凝胶技术制备CaO"Si(VPA系统非晶态生物活性材料是一项新的技 术，该技术可使制得的材料结构和组成达到^7K平的均匀度。以这种方法制备的生物活性材料 比表面积大、材料结构中均匀分布纳米级微 L和团粒。研究表明该材料具有生物活性高、矿化速 度快的特性以及良好的组织、细胞相容性和骨修复能力，是一类具有很好应用前景的骨修复及骨 组织工程材料。目前存在的问题是由于该材料颗粒在制备过程中存在强烈的团聚作用，难以制备 纳米级粉体。而Ca0"Si02-P205系统非晶态生物活性材料纳，,骨修复体及骨组织工程支架的制 备中具有重要的应用价值。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种非晶态生物活性超细粉体的制备方法。该方 法简单实用、易于控制、能实现规模化生产。 本发明的目的;^a以下技术方案实现的 本发明的非晶态生物活'腿细粉体的制备方 跑括如下步骤(1) 将正硅酸乙脂、磷酸三乙脂、四水硝酸^依次加入含有催化剂的去离子7jC溶液中，充分 搅拌均匀后得至U透明均一稳定的溶胶，用酸性催化剂调节溶液PH值为1 3或者用碱性催化剂调 节溶液pH值为10 13;其中，正硅酸乙脂、磷MH乙脂、四7jC硝酸钙的摩尔比为60 80: 4: 16 36，去离子水与正硅酸乙酯的摩尔比为8 12: 1;(2) 将步骤(1)得到的溶胶静止陈化4 7天，形成 胶；(3) 将步骤(2)得到的湿,置于80 14(TC的干燥箱中2 3天，得到干凝胶；(4) 将步骤(3)得到的干 赚置于电炉中，经过600 700'C热处理获得颗粒状溶胶-凝胶生 物活性材料；(5) 将步骤(4)得到的颗粒状溶胶-凝胶生物活性材料与研磨介质、有机溶剂混合湿法研磨 5 12小时；(6) 将步骤(5)得到的研磨后的材料离心，去掉有机溶剂，再加入水，冷冻干燥处理，水 结成冰后直接升华，获得非晶态生物活性超细粉体。所述步骤(1)的酸性催化剂为盐酸、硝酸或氢氟酸。所述步骤(1)的碱性催化剂为氨水。所述步骤(5)的研磨介质的直径<5 ^。所述步骤(5)的研磨介质为氧化铝球、氧化锆,锆球。所述步骤(5)的有机翻伪乙醇或丙酮。本发明4顿了溶胶-凝胶法结合了湿法研磨和冷冻干燥工艺，工艺简单、产量高、成分均匀， 有效避免了细颗粒的团聚，可以方便制备非晶态生物活性超细粉体，经过冷冻干燥工艺处理后得 到了粒度在1微米以下的生物活性超细粉体。
图l是非晶态生物活性超细粉体的丰娘分布图。 具体实 式 实施例l制备非晶态生物活'腿细粉体，按如下步骤操作(1) 将正硅酸乙脂、磷酸三乙脂、四7jC硝勝丐依次加入含有催化齐啲去离子水溶液中，充分 搅拌均匀后得到透明均一稳定的溶胶，用盐酸调节溶液pH值为l;其中，正硅酸乙脂、磷酸三乙 脂、四7R硝酸弼的摩尔比为60: 4: 36，去离子水与正硅酸乙酯的摩尔比为8: 1;(2) 将步骤(1)得到的溶鹏室温下静止陈化4天，形成衝繊；(3) 将步骤(2)得到的淑鹏置于8(TC的千燥箱中2天，得到干M;(4) 将步骤(3)得到的干凝胶置于电炉中，经过60(TC热处理获得颗粒状溶胶-; 生物活 性材料;.(5) 将步骤(4)得到的颗粒状溶胶-繊生物活性材料与直径为4.5毫米的氧化铝球、乙醇 混合湿法研磨5小时；。(6) 将步骤(5)得到的研磨后的材料离心，去掉乙醇，再加入水，冷冻干燥处理，水结成 冰后直接升华，获得非晶态生物活t4M细粉体。实施例2制备非晶态生物活'腿细粉体，按如下步骤操作(1) 将正硅酸乙脂、磷酸三乙脂、四7jC硝酸钙依次加入含有催化剂的去离子水溶液中，充分 搅拌均匀后得到透明均一稳定的溶胶，用硝酸调节溶液PH值为3;其中，正硅酸乙脂、磷酸三乙 脂、四水硝酸钙的摩尔比为80: 4: 16，去离子水与正硅酸乙酯的摩尔比为12: 1;(2) 将步骤(1)得到的溶鹏室温下静止陈化7天，形成淑鹏；(3) 将步骤(2)得到的湿繊置于14(TC的干燥箱中3天，得到干 赚；(4) 将步骤(3)得到的干 置于电炉中，经过700"热处理获得颗粒状溶胶-! 生物活 性材料；(5) 将步骤(4)得到的颗粒状溶胶- 生物活性材料与直径为3^^的氧化锆球、丙酮混 合湿法研磨5小时；(6) 将步骤(5)得到的研磨后的材料离心，去掉丙酮，再加入7jC，冷冻干燥处理，水结成 冰后直接升华，获得非晶态生物活性超细粉体。实施例3制备非晶态生物活tt^细粉体，按如下步骤操作 (1)将正硅酸乙脂、磷酸三乙脂、四7K硝酸钙依次加入含有催化剂的去离子水溶液中，充分 搅拌均匀后得到透明均一稳定的溶胶，用氢氟酸调节溶液PH值为2;其中，正硅酸乙脂、磷酸三 乙脂、四水硝^l丐的摩尔比为70: 4: 20，去离子水与正硅酸乙酯的摩尔比为10: 1; (2')将步骤(1)得到的溶鹏室温下静止陈化6天，形成湿繊；(3) 将步骤(2)得到的湿繊置于1001:的干燥箱中2.5天，得到干凝胶；(4) 将步骤(3)得到的干 置于电炉中，皿65(TC热处理获得颗粒状溶胶-凝胶生物活 性材料；(5) 将步骤(4)得到的颗粒状溶胶- 生物活性材料与直径为1毫米的锆球、乙醇混合湿 法研磨10小时；(6) 将步骤(5)得到的研磨后的材料离心，去掉乙醇，再加入7jC，冷冻千燥处理，水结成 冰后直接升华，获得非晶态生物活'M细粉体。实施例4制备非晶态生物活性超细粉体，按如下步骤操作(1) 将正硅酸乙脂、磷酸三乙脂、四水硝酸钙依次加入含有催化齐啲去离子水溶液中，充分 搅拌均匀后得至随明均一稳定的溶胶，用氨水调节溶液PH值为10;其中，正硅酸乙脂、磷酸三乙 脂、四水硝酸钙的摩尔比为80: 4: 36,去离子水与正硅酸乙酯的摩尔比为8: 1;(2) 将步骤(1)得到的溶鹏室温下静止陈化7天，形成湿凝胞(3) 将步骤(2)得到的湿凝胶置于14(TC的干燥箱中3天，得到千》繊；(4) 将步骤(3)得到的干 置于电炉中，经过70(TC热处理获得颗粒状溶胶-凝胶生物活 性材料；(5) 将步骤(4)得到的颗粒状溶胶- 生物活性材料与直径为4.5毫米和3毫米的氧化铝 球、丙酮混合湿法研磨12小时；(6) 将步骤(5)得到的研磨后的材料离心，去掉丙酮，再加入水，冷冻干燥处理，水结成 冰后直接升华，获得非晶态生物活'M细粉体。实施例5制备非晶态生物活'M细粉体，按如下步骤操作 (1)将正硅酸乙脂、磷酸三乙脂、四水硝酸钙依次加入含有催化齐啲去离子水溶液中，充分 搅拌均匀后得到透明均一稳定的溶胶，用氨水调节溶液PH值为13;其中，正硅酸乙脂、磷酸三乙 脂、四7jC硝酸钙的摩尔比为60: 4: 16，去离子水与正硅酸乙酯的摩尔比为12: 1;(2) 将步骤(1)得到的溶鹏室温下静止陈化4天，形成湿M;(3) 将步骤(2)得到的湿繊置于8(TC的千燥箱中2天，得到干繊；(4) 将步骤(3)得到的干 置于电炉中，经过60(TC热处理获得颗粒状溶胶-凝胶生物活 性材料；(5) 将步骤(4)得到的颗粒状溶胶-凝胶生物活性材料与直径为2毫米、4毫米以及3， 的锆球、丙酮混合湿法研磨5小时；(6) 将步骤(5)得到的研磨后的材料离心，去掉丙酮，再加入水，冷冻干燥处理，水结成 .冰后直接升华，获得非晶态生物活性超细粉体。实施例6制备非晶态生物活't顿细粉体，按如下步骤操作(1) 将正硅酸乙脂、磷酸三乙脂、四水硝酸钙依次加入含有催化齐啲去离子水溶液中，充分搅拌均匀后得到透明均一稳定的溶胶，用氨水调节溶液PH值为12;其中，正硅酸乙脂、磷酸三乙 月旨、四水硝酸转的摩尔比为60: 4: 30，去离子水与正硅酸乙酯的摩尔比为10: 1;(2) 将步骤(1)得到的溶鹏室温下静止陈化6天，形成输赚；(3) 将步骤(2)得到的湿M置于10(TC的干燥箱中2天，得到干;繊；(4) 将步骤(3)得到的干凝胶置于电炉中，经过65(TC热处理获得颗粒状溶胶-凝胶生物活 性材料；(5) 将步骤(4)得到的颗粒状溶胶-凝胶生物活性材料与直径为4.5毫米的氧化铝球、乙醇 混合湿法研磨12小时；(6) 将步骤(5)得到的研磨后的材料离心，去掉有机溶剂，再加入水，冷冻干燥处理，水 结成冰后直接升华，获得非晶被物活'腿细粉体。
权利要求
1、一种非晶态生物活性超细粉体的制备方法，其特征是，包括如下步骤(1)将正硅酸乙脂、磷酸三乙脂、四水硝酸钙依次加入含有催化剂的去离子水溶液中，充分搅拌均匀后得到透明均一稳定的溶胶，用酸性催化剂调节溶液pH值为1～3或者用碱性催化剂调节溶液pH值为10～13；其中，正硅酸乙脂、磷酸三乙脂、四水硝酸钙的摩尔比为60～80∶4∶16～36，去离子水与正硅酸乙酯的摩尔比为8～12∶1；(2)将步骤(1)得到的溶胶静止陈化4～7天，形成湿凝胶；(3)将步骤(2)得到的湿凝胶置于80～140℃的干燥箱中2～3天，得到干凝胶；(4)将步骤(3)得到的干凝胶置于电炉中，经过600～700℃热处理获得颗粒状溶胶-凝胶生物活性材料；(5)将步骤(4)得到的颗粒状溶胶-凝胶生物活性材料与研磨介质、有机溶剂混合湿法研磨5～12小时；(6)将步骤(5)得到的研磨后的材料离心，去掉有机溶剂，再加入水，冷冻干燥处理，水结成冰后直接升华，获得非晶态生物活性超细粉体。
2、 .根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的酸性催化剂为盐酸、硝 酸或氢氟酸。
3、 根据权利要求l所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的碱性催化剂为氨水。
4、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)的研磨介质的直径< 5 。
5、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)的研磨介质为氧化铝球、 氧化锆球或锆球。
6、 根据权利要求1戶脱的制备方法，辦征在于，戶脱步骤(5)的有机溶剂为乙醇或丙酮。
全文摘要
本发明公开了一种非晶态生物活性超细粉体的制备方法。将正硅酸乙酯、磷酸三乙酯、四水硝酸钙依次加入含有催化剂的去离子水溶液中，充分搅拌均匀后得到透明均一稳定的溶胶，调节溶液pH值；将溶胶静止陈化4～7天，再置于80～140℃的干燥箱中2～3天，然后置于电炉中，经过600～700℃热处理获得颗粒状溶胶-凝胶生物活性材料；与研磨介质、有机溶剂混合湿法研磨5～12小时，离心，去掉有机溶剂，再加入水，冷冻干燥处理，水结成冰后直接升华，获得非晶态生物活性超细粉体。本发明工艺简单实用、易于控制、能实现规模化生产，产量高、成分均匀，有效避免了细颗粒的团聚。
文档编号C04B35/14GK101215153SQ200810025628
公开日2008年7月9日 申请日期2008年1月4日 优先权日2008年1月4日
发明者力 任, 叶建东, 刚 吴, 宁成云, 李玉莉, 王迎军, 赵娜如, 郭常亮, 陈晓峰, 坤 魏 申请人:华南理工大学