用於種植牙的碳酸鈣生物陶瓷及其製備方法
2023-05-04 16:37:51
用於種植牙的碳酸鈣生物陶瓷及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於種植牙的碳酸鈣生物陶瓷及其製備方法，用於種植牙的碳酸鈣生物陶瓷包括以下重量份計的原料：碳酸鈣140～180份、氧化鎂30～120份、氧化鋯60～80份、氧化釔30～100份、十二烷基苯磺酸鈉30～70份、聚乙烯醯胺20～50份、改性劑10～30份。製備方法：碳酸鈣、氧化鎂、氧化鋯、氧化釔磨成粉，加入十二烷基苯磺酸鈉、聚乙烯醯胺、改性劑，混合均勻，放入磨具內加壓成型；生坯烘乾，在700～800℃燒成素坯；1000～1400℃加壓燒結。本發明中加入了磷酸氫鈣，磷酸氫鈣可以減小生物陶瓷的氣孔率，同時提高生物陶瓷的機械性能。
【專利說明】用於種植牙的碳酸鈣生物陶瓷及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及生物醫藥材料領域，尤其涉及一種用於種植牙的碳酸鈣生物陶瓷及其 製備方法。
[0002]
【背景技術】
[0003] 生物醫用材料是人們最早應用的醫用材料之一，也是目前全世界應用最多、最廣 的醫用材料。而在社會發展的今天，金屬材料單一特性不能滿足醫用需求，人們也越來越意 識到多種材料符合取長的發展前景可觀，而如何開發新型合金材料，如何能對醫用金屬材 料進行特定的表面改性，是醫用材料方面一直關注並努力的方向。
[0004] 生物材料作為人體組織的替代和修復材料，由於人體環境的特殊性，需要具備良 好的力學性能如耐磨性、抗疲勞性、抗腐蝕性等。並且幾乎不產生磨損碎屑。人體的關節1 年內要反覆承受1. 5X106?3. 5X106周次、且數倍於人體體重的負荷。天然的生物器 官由於生物體的新陳代謝可以較好地解決這一問題，但是人工關節要達到這一要求就必須 要求材料具有足夠的疲勞強度。同時，在這樣強度的負荷下，如果材料產生大量的磨屑，極 易引起諸如排異反應等很多負效應。
[0005] 目前廣泛應用的生物降解陶瓷為磷酸三鈣（簡稱β-TCP)，屬三方晶系，鈣磷 原子比為1. 5,是磷酸鈣的一種高溫相。β -TCP的最大優勢就是生物相容性好，植入機體後 與骨直接融合，無任何局部炎性反應及全身毒副作用。其不足是高切口敏感性導致的低疲 勞強度，較高剛性和脆性使其難以加工成型或固定鑽孔。基於仿生原理，製備類似於自然組 織的組成、結構和性質的理想生物陶瓷，是生物陶瓷的一個發展方向。磷酸鈣鹽生物陶瓷人 工骨，雖然與骨鹽的組成相同，但不同部位的骨性質是不盡相同的，為此組成和結構類似於 骨骼連續變化的多孔磷酸鈣陶瓷的研究是正在進行的非常有價值的課題。
[0006] 對於可生物降解的磷酸鈣生物陶瓷而言，磷酸鈣陶瓷在體內從無生命到有生命的 轉變過程，即無機物的鈣磷是如何轉變成為生物體內的有機鈣磷，其中是否存在一個晶型 轉變或晶型轉變的過程是如何進行的；材料降解後其產物在體內的分布和代謝途徑以及各 分支的量的關係等等也應引起材料工作者的高度重視。
[0007] 磷酸鈣陶瓷的主要缺點是其脆性。緻密磷酸鈣陶瓷可以通過添加增強相提高它的 斷裂韌性，多孔磷酸鈣陶瓷雖然可被新生骨長入而極大增強，但是在再建骨完全形成之前， 為及早代行其功能，也必須對它進行增韌補強。磷酸鈣陶瓷基複合材料，已經成為磷酸鈣生 物陶瓷的發展方向之一。
[0008]
【發明內容】
[0009] 本發明針對現有技術的不足，提供一種用於種植牙的碳酸鈣生物陶瓷及其製備方 法，碳酸鈣生物陶瓷氣孔率小，機械性能良好。
[0010] 為了解決上述技術問題，本發明採用以下技術方案： 用於種植牙的碳酸鈣生物陶瓷，包括以下重量份計的原料：碳酸鈣140?180份、氧化 鎂30?120份、氧化鋯60?80份、氧化釔30?100份、十二烷基苯磺酸鈉30?70份、聚 乙烯醯胺20?50份、改性劑10?30份。
[0011] 作為對本發明的進一步改進，用於種植牙的碳酸鈣生物陶瓷，包括以下重量份計 的原料：碳酸鈣160份、氧化鎂80份、氧化鋯70份、氧化釔60份、十二烷基苯磺酸鈉50份、 聚乙烯醯胺40份、改性劑20份。
[0012] 作為對本發明的進一步改進，改性劑是丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物或苯乙 烯-順丁烯二酸酐共聚物。
[0013] 作為對本發明的進一步改進，氧化釔的粒徑為20?100 μ m。
[0014] 本發明還提供了一種用於種植牙的碳酸鈣生物陶瓷的製備方法。
[0015] 一種用於種植牙的碳酸鈣生物陶瓷的製備方法，包括以下步驟：碳酸鈣、氧化鎂、 氧化鋯、氧化釔磨成粉，加入十二烷基苯磺酸鈉、聚乙烯醯胺、改性劑，混合均勻，放入磨具 內加壓成型；生坯烘乾，在700?800°C燒成素坯；1000?1400°C加壓燒結。 作為對本發明的進一步改進，最後燒結時的壓力為60?70kPa。
[0016] 有益效果：本發明中加入了磷酸氫鈣，磷酸氫鈣可以減小生物陶瓷的氣孔率，同 時提高生物陶瓷的機械性能。根據實驗可知，本發明的氣孔率為77?80 μ m，抗拉強度為 784?800MPa，彎曲強度為169?180MPa，抗壓強度為218?230MPa ;對比例1的氣孔率為 62以111，抗拉強度為62110^，彎曲強度為12810^，抗壓強度為14910^。
[0017]
【具體實施方式】
[0018] 下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。
[0019] 實施例1 用於種植牙的碳酸鈣生物陶瓷，包括以下重量份計的原料：碳酸鈣160份、氧化鎂80 份、氧化鋯70份、氧化釔60份、十二烷基苯磺酸鈉50份、聚乙烯醯胺40份、改性劑20份。
[0020] 改性劑是丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物。
[0021] 氧化釔的粒徑為50 μ m。
[0022] -種用於種植牙的碳酸鈣生物陶瓷的製備方法，包括以下步驟：碳酸鈣、氧化鎂、 氧化鋯、氧化釔磨成粉，加入十二烷基苯磺酸鈉、聚乙烯醯胺、改性劑，混合均勻，放入磨具 內加壓成型；生述烘乾，在750°C燒成素述；1200°C加壓燒結。 最後燒結時的壓力為65kPa。
[0023] 實施例2 用於種植牙的碳酸鈣生物陶瓷，包括以下重量份計的原料：碳酸鈣140份、氧化鎂30 份、氧化鋯60份、氧化釔30份、十二烷基苯磺酸鈉30份、聚乙烯醯胺20份、改性劑10份。
[0024] 改性劑是苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物。
[0025] 氧化釔的粒徑為20 μ m。
[0026] -種用於種植牙的碳酸鈣生物陶瓷的製備方法，包括以下步驟：碳酸鈣、氧化鎂、 氧化鋯、氧化釔磨成粉，加入十二烷基苯磺酸鈉、聚乙烯醯胺、改性劑，混合均勻，放入磨具 內加壓成型；生坯烘乾，在70(TC燒成素坯；KKKTC加壓燒結。 最後燒結時的壓力為60kPa。
[0027] 實施例3 用於種植牙的碳酸鈣生物陶瓷，包括以下重量份計的原料：碳酸鈣180份、氧化鎂120 份、氧化鋯80份、氧化釔100份、十二烷基苯磺酸鈉70份、聚乙烯醯胺50份、改性劑30份。
[0028] 改性劑是丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物。
[0029] 氧化釔的粒徑為100 μ m。
[0030] 一種用於種植牙的碳酸鈣生物陶瓷的製備方法，包括以下步驟：碳酸鈣、氧化鎂、 氧化鋯、氧化釔磨成粉，加入十二烷基苯磺酸鈉、聚乙烯醯胺、改性劑，混合均勻，放入磨具 內加壓成型；生述烘乾，在800°C燒成素述；1400°C加壓燒結。 最後燒結時的壓力為7〇kPa。
[0031] 對比例1 與實施例1相同，不同在於：不加磷酸氫鈣。
[0032] 性能測試 測定實施例和對比例的產品性能，結果見表1。
[0033] 表 1
【權利要求】
1. 用於種植牙的碳酸鈣生物陶瓷，其特徵在於，包括以下重量份計的原料：碳酸鈣 140?180份、氧化鎂30?120份、氧化鋯60?80份、氧化釔30?100份、十二烷基苯磺 酸鈉30?70份、聚乙烯醯胺20?50份、改性劑10?30份。
2. 根據權利要求1所述的用於種植牙的碳酸鈣生物陶瓷，其特徵在於，包括以下重量 份計的原料：碳酸鈣160份、氧化鎂80份、氧化鋯70份、氧化釔60份、十二烷基苯磺酸鈉50 份、聚乙烯醯胺40份、改性劑20份。
3. 根據權利要求1所述的用於種植牙的碳酸鈣生物陶瓷，其特徵在於，改性劑是丙烯 睛-丁二烯-苯乙烯共聚物或苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物。
4. 根據權利要求1所述的用於種植牙的碳酸鈣生物陶瓷，其特徵在於，氧化釔的粒徑 為 20 ?100 u m。
5. 基於權利要求1所述的用於種植牙的碳酸鈣生物陶瓷的製備方法，其特徵在於， 包括以下步驟：碳酸鈣、氧化鎂、氧化鋯、氧化釔磨成粉，加入十二烷基苯磺酸鈉、聚乙烯醯 胺、改性劑，混合均勻，放入磨具內加壓成型；生坯烘乾，在700?800°C燒成素坯；1000? 1400°C加壓燒結。
6. 根據權利要求5所述的用於種植牙的碳酸鈣生物陶瓷的製備方法，其特徵在於，最 後燒結時的壓力為60?70kPa。
【文檔編號】C04B35/01GK104446373SQ201410627544
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月10日 優先權日:2014年11月10日
【發明者】潘林根, 邱東成, 劉樂峰 申請人:蘇州維泰生物技術有限公司