本发明涉及一种新型骨肿瘤骨修复材料及其制备方法，属于生物材料领域。
背景技术：
随着材料科技的发展，生物材料因其对机体组织进行修复、替代与再生的特殊性能，已经成为当今生物医学领域重要的研究方向之一。生物硬组织代用材料最早是使用体骨、动物骨，后来发展到采用不锈钢和塑料，由于不锈钢存在溶析、腐蚀和疲劳问题，塑料存在稳定性差和强度低的问题。因此造成生物材料发展的瓶颈，生物陶瓷的出现，改善了现有替代材料的不足。
磷酸钙陶瓷(cpc)是生物活性陶瓷材料中的重要种类，目前研究和应用最多的是羟基磷灰石(ha)和磷酸三钙(tcp)。磷酸钙陶瓷含有cao和p2o5两种成份，是构成人体硬组织的重要无机物质，植入人体后，其表面同人体组织可通过键的结合，达到完全亲和。
生物陶瓷更类似于人骨和天然牙的性质和结构在生物体内，羟基磷灰石的溶解是无害的，并且依靠从体液中补充钙和磷酸根离子等形成新骨，可在骨骼接合界面产生分解、吸收和析出等反应，实现牢固结合。
钙磷比决定体内溶解性和吸收趋势，现有的生物陶瓷在溶解性和吸收上存在差距，并未达到理想状态。
技术实现要素：
本发明的目的是针对以上问题提供一种新型骨肿瘤骨修复材料及其制备方法，提高生物陶瓷的溶解、吸收性。
为达到上述目的本发明公开了一种新型骨肿瘤骨修复材料，该修复材料包括以下重量份的原料：β-磷酸三钙10-30份，羟基磷灰石20-30份，氧化锆15-20份，硅酸钙5-10份，钛酸钠10-20份，纳米氧化钛1-4份，氮化硼2-4份，氧化铝6-8份和纳米氧化锌3-4份；β-磷酸三钙陶瓷更类似于人骨和天然牙的性质和结构，具有生物降解性，羟基磷灰石的溶解是无害的，修复材料依靠从体液中补充钙和磷酸根离子等形成新骨，可在骨骼结合界面产生分解、吸收和析出等反应，使修复材料与骨骼牢固结合。
本发明的其中一个实施例，该修复材料由β-磷酸三钙10份，羟基磷灰石30份，氧化锆15份，硅酸钙5份，钛酸钠20份，纳米氧化钛1份，氮化硼2份，氧化铝6份和纳米氧化锌3份质量份数的各个组分制备而成；各部分组分的调整，所得骨修复材料的特点也有所不同，可根据患者的不同情况进行细致的选择，本实施例添加的β-磷酸三钙较少，生物降解性速度相对较慢，羟基磷灰石的含量较高，对于能够提高其生物活性的钛酸钠的含量也较高，配合降解速度添加了诱发新骨质生长的硅酸钙。
本发明的其中一个实施例，该修复材料由β-磷酸三钙15份，羟基磷灰石25份，氧化锆20份，硅酸钙7份，钛酸钠17份，纳米氧化钛2份，氮化硼4份，氧化铝8份和纳米氧化锌4份质量份数的各个组分制备而成；本实施例的材质降解速度较快，生物相容性强，提高了氧化锆的含量，耐磨性、韧性和强度有了相应的提高，硅酸钙容易被生物吸收，且能诱发新骨质的生长，修复材料的讲解速度提高，硅酸钙的含量也相应提高。
本发明的其中一个实施例，该修复材料由β-磷酸三钙25份，羟基磷灰石20份，氧化锆18份，硅酸钙10份，钛酸钠12份，纳米氧化钛4份，氮化硼3份，氧化铝7份和纳米氧化锌4份质量份数的各个组分制备而成；该修复材料的讲解速度快，力学性能强，具有良好的生物相容性，且无毒性，置入体内后，降解下来的钙、磷离子能进入活体循环形成新骨，且能从体液中补充钙、磷酸根离子等物形成新骨，可在骨骼结合界面产生分解、吸收和析出等反应，实现牢固结合，降解速度提高，相应的硅酸钙的含量也提高，提高了新骨质的生长速度。
本发明的其中一个实施例，该修复材料中的氧化铝的粒径为20-30nm；氧化铝能够提高修复材料的机械强度和硬度，纳米级的氧化铝能够均匀的混合在修复材料中，使整个修复材料的力学性能更强且更均匀，避免发生开裂等情况。
本发明的其中一个实施例，该修复材料的制备方法包括以下步骤：准确称取质量份数的各个组分；将各个组分放入球磨机中研磨并混合；将混合粉体进行冷压成型；将成型后的粉体放入模具中，进行高温煅烧，温度为1100℃-1300℃，压力400-700mpa，时间4-9h；煅烧之后，放置至冷却取出；烧纸生物陶瓷的过程中，温度、压力和时间能够保证各种材料的融合和烧结，通过高温煅烧，得到具有生物相容性和生物活性的骨修复材料。
本发明的其中一个实施例，该修复材料的制备方法中高温煅烧的温度为1170℃；部分材料在高温煅烧的过程中会产生晶体结构的变化，保持在合适的温度能够保证烧制出的陶瓷是符合要求的。
本发明的其中一个实施例，该修复材料的制备方法中高温煅烧的压力为600mpa；烧制过程中的压力能够有效促进烧结进程，降低了完成烧结过程中的能耗，提高了烧结体的致密度，当压力为600mpa时，烧结出的骨修复材料利于生物溶解的同时能够兼顾机械强度。
综上所述，本发明的有益效果在于：该骨修复材料的材料配比在充分考虑了生物降解性和生物相容性的问题，并可根据使用者的体质进行调整，兼顾生物降解性和机械强度，修复材料在分解、吸收和析出等反应的过程中与骨骼牢固结合，且自身机械强度足够，保证了修复材料在使用过程中不会出现开裂等问题。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1：
一种新型骨肿瘤骨修复材料，包括以下重量份的原料：β-磷酸三钙30份，羟基磷灰石30份，氧化锆20份，硅酸钙10份，钛酸钠20份，纳米氧化钛4份，氮化硼4份，氧化铝8份和纳米氧化锌4份。
根据本实施例提供的制备方法制备新型骨肿瘤修复材料，步骤如下：
（1）称量：准确称取各个组分；
（2）球磨：将各个组分混合在一起，放入球磨机进行研磨混合；
（3）冷压成型：将混合粉体采用60t压机进行压制；
（4）将成型后的粉体放入模具中，进行高温煅烧，温度为1300℃，压力700mpa，时间4h；
（5）煅烧之后，待冷却取出，即得到块状骨修复生物陶瓷。
实施例2：
一种新型骨肿瘤骨修复材料，包括以下重量份的原料：β-磷酸三钙10份，羟基磷灰石20份，氧化锆15份，硅酸钙5份，钛酸钠10份，纳米氧化钛1份，氮化硼2份，氧化铝6份和纳米氧化锌3份。
根据本实施例提供的制备方法制备新型骨肿瘤修复材料，步骤如下：
（1）称量：准确称取各个组分；
（2）球磨：将各个组分混合在一起，放入球磨机进行研磨混合；
（3）冷压成型：将混合粉体采用60t压机进行压制；
（4）将成型后的粉体放入模具中，进行高温煅烧，温度为1300℃，压力700mpa，时间9h；
（5）煅烧之后，待冷却取出，即得到块状骨修复生物陶瓷。
实施例3：
一种新型骨肿瘤骨修复材料，包括以下重量份的原料：β-磷酸三钙10份，羟基磷灰石30份，氧化锆15份，硅酸钙5份，钛酸钠20份，纳米氧化钛1份，氮化硼2份，氧化铝6份和纳米氧化锌3份质量份数的各个组分制备而成。
根据本实施例提供的制备方法制备新型骨肿瘤修复材料，步骤如下：
（1）称量：准确称取各个组分；
（2）球磨：将各个组分混合在一起，放入球磨机进行研磨混合；
（3）冷压成型：将混合粉体采用60t压机进行压制；
（4）将成型后的粉体放入模具中，进行高温煅烧，温度为1170℃，压力600mpa，时间7h；
（5）煅烧之后，待冷却取出，即得到块状骨修复生物陶瓷。
实施例4：
一种新型骨肿瘤骨修复材料，包括以下重量份的原料：β-磷酸三钙15份，羟基磷灰石25份，氧化锆20份，硅酸钙7份，钛酸钠17份，纳米氧化钛2份，氮化硼4份，氧化铝8份和纳米氧化锌4份质量份数的各个组分制备而成。
根据本实施例提供的制备方法制备新型骨肿瘤修复材料，步骤如下：
（1）称量：准确称取各个组分；
（2）球磨：将各个组分混合在一起，放入球磨机进行研磨混合；
（3）冷压成型：将混合粉体采用60t压机进行压制；
（4）将成型后的粉体放入模具中，进行高温煅烧，温度为1170℃，压力600mpa，时间7h；
（5）煅烧之后，待冷却取出，即得到块状骨修复生物陶瓷。
实施例5：
一种新型骨肿瘤骨修复材料，包括以下重量份的原料：β-磷酸三钙25份，羟基磷灰石20份，氧化锆18份，硅酸钙10份，钛酸钠12份，纳米氧化钛4份，氮化硼3份，氧化铝7份和纳米氧化锌4份质量份数的各个组分制备而成。
根据本实施例提供的制备方法制备新型骨肿瘤修复材料，步骤如下：
（1）称量：准确称取各个组分；
（2）球磨：将各个组分混合在一起，放入球磨机进行研磨混合；
（3）冷压成型：将混合粉体采用60t压机进行压制；
（4）将成型后的粉体放入模具中，进行高温煅烧，温度为1170℃，压力600mpa，时间5h；
（5）煅烧之后，待冷却取出，即得到块状骨修复生物陶瓷。
对各个实施例中得到的生物陶瓷进行检测，并对所得的数值进行对比：
由于硬度和韧性同时提高比较困难，而其中一个比较有效的方法是使用颗粒更小的原材料，在上述实施例中选取的氧化锆即为纳米级原材料，通过添加纳米氧化锆，得到的生物陶瓷的硬度和韧性都有了提高。其中还添加了硅酸钙，充分利用了硅酸钙能够诱发新骨质生长的特点，能够使修复材料与骨骼更好的结合在一起。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。