一種非晶態生物活性超細粉體的製備方法

2023-05-28 05:12:21 1

專利名稱：一種非晶態生物活性超細粉體的製備方法
技術領域：
本發明涉及生物醫學材料領域，特別是一種非晶態生物活性超細粉體的製備方法。
背景技術：
目飾臨床用於骨缺損修復的生物活性材料(Na20"Ca(hSift-&05系統)^JI3l高m融法製得， 這種方法對設備要求條件較高、工藝條件苛刻、不易控制，.且產品組分不易均勻、易受坩堝中微 量微量元素汙染。利用溶膠一凝膠技術製備CaO"Si(VPA系統非晶態生物活性材料是一項新的技 術，該技術可使製得的材料結構和組成達到^7K平的均勻度。以這種方法製備的生物活性材料 比表面積大、材料結構中均勻分布納米級微 L和團粒。研究表明該材料具有生物活性高、礦化速 度快的特性以及良好的組織、細胞相容性和骨修復能力，是一類具有很好應用前景的骨修復及骨 組織工程材料。目前存在的問題是由於該材料顆粒在製備過程中存在強烈的團聚作用，難以製備 納米級粉體。而Ca0"Si02-P205系統非晶態生物活性材料納，,骨修復體及骨組織工程支架的制 備中具有重要的應用價值。

發明內容
本發明的目的是針對現有技術的缺陷，提供一種非晶態生物活性超細粉體的製備方法。該方 法簡單實用、易於控制、能實現規模化生產。 本發明的目的;^a以下技術方案實現的 本發明的非晶態生物活'腿細粉體的製備方 跑括如下步驟(1) 將正矽酸乙脂、磷酸三乙脂、四水硝酸^依次加入含有催化劑的去離子7jC溶液中，充分 攪拌均勻後得至U透明均一穩定的溶膠，用酸性催化劑調節溶液PH值為1 3或者用鹼性催化劑調 節溶液pH值為10 13;其中，正矽酸乙脂、磷MH乙脂、四7jC硝酸鈣的摩爾比為60 80: 4: 16 36，去離子水與正矽酸乙酯的摩爾比為8 12: 1;(2) 將步驟(1)得到的溶膠靜止陳化4 7天，形成 膠；(3) 將步驟(2)得到的溼,置於80 14(TC的乾燥箱中2 3天，得到幹凝膠；(4) 將步驟(3)得到的幹 賺置於電爐中，經過600 700'C熱處理獲得顆粒狀溶膠-凝膠生 物活性材料；(5) 將步驟(4)得到的顆粒狀溶膠-凝膠生物活性材料與研磨介質、有機溶劑混合溼法研磨 5 12小時；(6) 將步驟(5)得到的研磨後的材料離心，去掉有機溶劑，再加入水，冷凍乾燥處理，水 結成冰後直接升華，獲得非晶態生物活性超細粉體。所述步驟(1)的酸性催化劑為鹽酸、硝酸或氫氟酸。所述步驟(1)的鹼性催化劑為氨水。所述步驟(5)的研磨介質的直徑<5 ^。所述步驟(5)的研磨介質為氧化鋁球、氧化鋯,鋯球。所述步驟(5)的有機翻偽乙醇或丙酮。本發明4頓了溶膠-凝膠法結合了溼法研磨和冷凍乾燥工藝，工藝簡單、產量高、成分均勻， 有效避免了細顆粒的團聚，可以方便製備非晶態生物活性超細粉體，經過冷凍乾燥工藝處理後得 到了粒度在1微米以下的生物活性超細粉體。


圖l是非晶態生物活性超細粉體的豐娘分布圖。 具體實 式 實施例l製備非晶態生物活'腿細粉體，按如下步驟操作(1) 將正矽酸乙脂、磷酸三乙脂、四7jC硝勝丐依次加入含有催化齊啲去離子水溶液中，充分 攪拌均勻後得到透明均一穩定的溶膠，用鹽酸調節溶液pH值為l;其中，正矽酸乙脂、磷酸三乙 脂、四7R硝酸弼的摩爾比為60: 4: 36，去離子水與正矽酸乙酯的摩爾比為8: 1;(2) 將步驟(1)得到的溶鵬室溫下靜止陳化4天，形成衝繊；(3) 將步驟(2)得到的淑鵬置於8(TC的千燥箱中2天，得到幹M;(4) 將步驟(3)得到的幹凝膠置於電爐中，經過60(TC熱處理獲得顆粒狀溶膠-; 生物活 性材料;.(5) 將步驟(4)得到的顆粒狀溶膠-繊生物活性材料與直徑為4.5毫米的氧化鋁球、乙醇 混合溼法研磨5小時；。(6) 將步驟(5)得到的研磨後的材料離心，去掉乙醇，再加入水，冷凍乾燥處理，水結成 冰後直接升華，獲得非晶態生物活t4M細粉體。實施例2製備非晶態生物活'腿細粉體，按如下步驟操作(1) 將正矽酸乙脂、磷酸三乙脂、四7jC硝酸鈣依次加入含有催化劑的去離子水溶液中，充分 攪拌均勻後得到透明均一穩定的溶膠，用硝酸調節溶液PH值為3;其中，正矽酸乙脂、磷酸三乙 脂、四水硝酸鈣的摩爾比為80: 4: 16，去離子水與正矽酸乙酯的摩爾比為12: 1;(2) 將步驟(1)得到的溶鵬室溫下靜止陳化7天，形成淑鵬；(3) 將步驟(2)得到的溼繊置於14(TC的乾燥箱中3天，得到幹 賺；(4) 將步驟(3)得到的幹 置於電爐中，經過700"熱處理獲得顆粒狀溶膠-! 生物活 性材料；(5) 將步驟(4)得到的顆粒狀溶膠- 生物活性材料與直徑為3^^的氧化鋯球、丙酮混 合溼法研磨5小時；(6) 將步驟(5)得到的研磨後的材料離心，去掉丙酮，再加入7jC，冷凍乾燥處理，水結成 冰後直接升華，獲得非晶態生物活性超細粉體。實施例3製備非晶態生物活tt^細粉體，按如下步驟操作 (1)將正矽酸乙脂、磷酸三乙脂、四7K硝酸鈣依次加入含有催化劑的去離子水溶液中，充分 攪拌均勻後得到透明均一穩定的溶膠，用氫氟酸調節溶液PH值為2;其中，正矽酸乙脂、磷酸三 乙脂、四水硝^l丐的摩爾比為70: 4: 20，去離子水與正矽酸乙酯的摩爾比為10: 1; (2')將步驟(1)得到的溶鵬室溫下靜止陳化6天，形成溼繊；(3) 將步驟(2)得到的溼繊置於1001:的乾燥箱中2.5天，得到幹凝膠；(4) 將步驟(3)得到的幹 置於電爐中，皿65(TC熱處理獲得顆粒狀溶膠-凝膠生物活 性材料；(5) 將步驟(4)得到的顆粒狀溶膠- 生物活性材料與直徑為1毫米的鋯球、乙醇混合溼 法研磨10小時；(6) 將步驟(5)得到的研磨後的材料離心，去掉乙醇，再加入7jC，冷凍千燥處理，水結成 冰後直接升華，獲得非晶態生物活'M細粉體。實施例4製備非晶態生物活性超細粉體，按如下步驟操作(1) 將正矽酸乙脂、磷酸三乙脂、四水硝酸鈣依次加入含有催化齊啲去離子水溶液中，充分 攪拌均勻後得至隨明均一穩定的溶膠，用氨水調節溶液PH值為10;其中，正矽酸乙脂、磷酸三乙 脂、四水硝酸鈣的摩爾比為80: 4: 36,去離子水與正矽酸乙酯的摩爾比為8: 1;(2) 將步驟(1)得到的溶鵬室溫下靜止陳化7天，形成溼凝胞(3) 將步驟(2)得到的溼凝膠置於14(TC的乾燥箱中3天，得到千》繊；(4) 將步驟(3)得到的幹 置於電爐中，經過70(TC熱處理獲得顆粒狀溶膠-凝膠生物活 性材料；(5) 將步驟(4)得到的顆粒狀溶膠- 生物活性材料與直徑為4.5毫米和3毫米的氧化鋁 球、丙酮混合溼法研磨12小時；(6) 將步驟(5)得到的研磨後的材料離心，去掉丙酮，再加入水，冷凍乾燥處理，水結成 冰後直接升華，獲得非晶態生物活'M細粉體。實施例5製備非晶態生物活'M細粉體，按如下步驟操作 (1)將正矽酸乙脂、磷酸三乙脂、四水硝酸鈣依次加入含有催化齊啲去離子水溶液中，充分 攪拌均勻後得到透明均一穩定的溶膠，用氨水調節溶液PH值為13;其中，正矽酸乙脂、磷酸三乙 脂、四7jC硝酸鈣的摩爾比為60: 4: 16，去離子水與正矽酸乙酯的摩爾比為12: 1;(2) 將步驟(1)得到的溶鵬室溫下靜止陳化4天，形成溼M;(3) 將步驟(2)得到的溼繊置於8(TC的千燥箱中2天，得到幹繊；(4) 將步驟(3)得到的幹 置於電爐中，經過60(TC熱處理獲得顆粒狀溶膠-凝膠生物活 性材料；(5) 將步驟(4)得到的顆粒狀溶膠-凝膠生物活性材料與直徑為2毫米、4毫米以及3， 的鋯球、丙酮混合溼法研磨5小時；(6) 將步驟(5)得到的研磨後的材料離心，去掉丙酮，再加入水，冷凍乾燥處理，水結成 .冰後直接升華，獲得非晶態生物活性超細粉體。實施例6製備非晶態生物活't頓細粉體，按如下步驟操作(1) 將正矽酸乙脂、磷酸三乙脂、四水硝酸鈣依次加入含有催化齊啲去離子水溶液中，充分攪拌均勻後得到透明均一穩定的溶膠，用氨水調節溶液PH值為12;其中，正矽酸乙脂、磷酸三乙 月旨、四水硝酸轉的摩爾比為60: 4: 30，去離子水與正矽酸乙酯的摩爾比為10: 1;(2) 將步驟(1)得到的溶鵬室溫下靜止陳化6天，形成輸賺；(3) 將步驟(2)得到的溼M置於10(TC的乾燥箱中2天，得到幹;繊；(4) 將步驟(3)得到的幹凝膠置於電爐中，經過65(TC熱處理獲得顆粒狀溶膠-凝膠生物活 性材料；(5) 將步驟(4)得到的顆粒狀溶膠-凝膠生物活性材料與直徑為4.5毫米的氧化鋁球、乙醇 混合溼法研磨12小時；(6) 將步驟(5)得到的研磨後的材料離心，去掉有機溶劑，再加入水，冷凍乾燥處理，水 結成冰後直接升華，獲得非晶被物活'腿細粉體。
權利要求
1、一種非晶態生物活性超細粉體的製備方法，其特徵是，包括如下步驟(1)將正矽酸乙脂、磷酸三乙脂、四水硝酸鈣依次加入含有催化劑的去離子水溶液中，充分攪拌均勻後得到透明均一穩定的溶膠，用酸性催化劑調節溶液pH值為1～3或者用鹼性催化劑調節溶液pH值為10～13；其中，正矽酸乙脂、磷酸三乙脂、四水硝酸鈣的摩爾比為60～80∶4∶16～36，去離子水與正矽酸乙酯的摩爾比為8～12∶1；(2)將步驟(1)得到的溶膠靜止陳化4～7天，形成溼凝膠；(3)將步驟(2)得到的溼凝膠置於80～140℃的乾燥箱中2～3天，得到幹凝膠；(4)將步驟(3)得到的幹凝膠置於電爐中，經過600～700℃熱處理獲得顆粒狀溶膠-凝膠生物活性材料；(5)將步驟(4)得到的顆粒狀溶膠-凝膠生物活性材料與研磨介質、有機溶劑混合溼法研磨5～12小時；(6)將步驟(5)得到的研磨後的材料離心，去掉有機溶劑，再加入水，冷凍乾燥處理，水結成冰後直接升華，獲得非晶態生物活性超細粉體。
2、 .根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述步驟(1)的酸性催化劑為鹽酸、硝 酸或氫氟酸。
3、 根據權利要求l所述的製備方法，其特徵在於，所述步驟(1)的鹼性催化劑為氨水。
4、 根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述步驟(5)的研磨介質的直徑< 5 。
5、 根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述步驟(5)的研磨介質為氧化鋁球、 氧化鋯球或鋯球。
6、 根據權利要求1戶脫的製備方法，辦徵在於，戶脫步驟(5)的有機溶劑為乙醇或丙酮。
全文摘要
本發明公開了一種非晶態生物活性超細粉體的製備方法。將正矽酸乙酯、磷酸三乙酯、四水硝酸鈣依次加入含有催化劑的去離子水溶液中，充分攪拌均勻後得到透明均一穩定的溶膠，調節溶液pH值；將溶膠靜止陳化4～7天，再置於80～140℃的乾燥箱中2～3天，然後置於電爐中，經過600～700℃熱處理獲得顆粒狀溶膠-凝膠生物活性材料；與研磨介質、有機溶劑混合溼法研磨5～12小時，離心，去掉有機溶劑，再加入水，冷凍乾燥處理，水結成冰後直接升華，獲得非晶態生物活性超細粉體。本發明工藝簡單實用、易於控制、能實現規模化生產，產量高、成分均勻，有效避免了細顆粒的團聚。
文檔編號C04B35/14GK101215153SQ200810025628
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月4日 優先權日2008年1月4日
發明者力 任, 葉建東, 剛 吳, 寧成雲, 李玉莉, 王迎軍, 趙娜如, 郭常亮, 陳曉峰, 坤 魏 申請人:華南理工大學