本發(fā)明涉及一種利用鈣磷化合物制備HA/β-TCP復(fù)合材料的方法。
背景技術(shù)：
目前,生物醫(yī)用材料的主要功能是用于人體的組織或器官的診斷、修復(fù)、替換及增進(jìn)其功能等。在各種生物材料中，應(yīng)用比較廣泛且生產(chǎn)工藝比較成熟的是生物陶瓷。
生物陶瓷是由人工合成的多孔生物陶瓷材料，該產(chǎn)品是由HA和β-TCP組成，其中HA的含量約為70％左右。由于HA的彈性膜量高于β-TCP，且不降解或降解性很差；而β-TCP的力學(xué)強(qiáng)度不如HA，但其易在體內(nèi)降解。通過體外與成骨細(xì)胞復(fù)合培養(yǎng)表明，具有骨誘導(dǎo)性的HA/β-TCP較純羥基磷灰石、生物玻璃或鈦合金更能促進(jìn)細(xì)胞分化、增殖和生長。體內(nèi)較長時期的實驗觀察表明HA/β-TCP誘導(dǎo)所形成骨與自然骨形態(tài)和結(jié)構(gòu)無差異。本發(fā)明將兩者相結(jié)合，克服了兩者單獨使用的弱點，同時還具有多孔結(jié)構(gòu)，便于修復(fù)部位的組織長入。
傳統(tǒng)的制備HA/β-TCP復(fù)合材料的方法主要有以下兩種：1、分別制備HA/β-TCP的純原料，再按一定比例機(jī)械混合、鍛燒而成。此方法的缺點是制備流程復(fù)雜，且通過機(jī)械混合的方法不易混合均勻，導(dǎo)致材料植入體內(nèi)后生物活性低，降解性能差，影響新生骨重建。2、在HA中加入生物玻璃，使部分HA在燒結(jié)條件下轉(zhuǎn)變?yōu)棣?TCP，從而得到兩者的復(fù)合物。該方法制備的缺點是加入許多成分的生物玻璃，且流程繁瑣。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供一種利用鈣磷化合物制備HA/β-TCP復(fù)合材料的方法。
本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案：一種利用鈣磷化合物制備HA/β-TCP復(fù)合材料的方法，其特征在于，包括如下工藝步驟：
步驟1、按摩爾比Ca/P＝1.5-1.67在常溫下，將硝酸鈣乙醇溶液和五氧化二磷乙醇溶液進(jìn)行攪拌溶解，并得到混合溶液A；
步驟2、然后將步驟1中得到的混合溶液A繼續(xù)攪拌，以得到混合溶膠B；
步驟3、將步驟2中混合溶膠B轉(zhuǎn)移至加熱蒸發(fā)器內(nèi)，使混合溶膠B不斷揮發(fā)，待大部分混合溶膠B揮發(fā)后，有大量黃色或者紅棕色二氧化氮氣體冒出，并產(chǎn)生大量氣泡；其中，產(chǎn)生的二氧化氮氣體通過堿液吸收；
步驟4、當(dāng)步驟3中產(chǎn)生的氣泡變的緩慢時，將蒸發(fā)器內(nèi)的混合物B裝入容器內(nèi)并轉(zhuǎn)移至干燥箱中進(jìn)行加熱烘干，得到HA和β-TCP前驅(qū)體胚體；
步驟5、將步驟4中制得的HA和β-TCP前驅(qū)體胚體在高溫下燒結(jié)即得塊狀材料，然后進(jìn)行粉碎研磨得到生物陶瓷材料。
進(jìn)一步的，步驟3中所述堿液是PH值為9-11的氨水溶液。
進(jìn)一步的，步驟4中的干燥箱加熱烘干溫度為80-100℃，加熱烘干時間為5-12小時。
進(jìn)一步的，步驟5中的胚體的燒結(jié)溫度為1080-1200℃，燒結(jié)時間為2-10小時。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明制備的生物陶瓷材料主要由HA和β-TCP組成，磷酸鈣類陶瓷中主要有羥基磷灰石HA、磷酸三鈣(TCP)以及它們的復(fù)合物雙相磷酸鈣陶瓷(Biphasic calcium phosphate，BCP)。磷酸鈣(calcium phosphate)為鈣與磷酸根離子形成的化合物，因晶體結(jié)構(gòu)及鈣磷組成比(Ca/P)不同性能有差異。由于人體骨骼中的無機(jī)物主要是缺Ca羥基磷灰石和β-TCP的混合相，其Ca/P比在1.51-1.67之間，因此Ca/P的比值在此范圍內(nèi)的人工合成羥基磷灰石材料具有較好的生物活性。同時，羥基磷灰石的Ca/P還直接影響材料的穩(wěn)定性：當(dāng)Ca/P≦1.55時，它的穩(wěn)定性比較差，容易分解成ɑ-TCP；當(dāng)Ca/P＝1.67時，穩(wěn)定性最好，材料強(qiáng)度達(dá)到最大值；當(dāng)Ca/P>1.67時，在燒結(jié)過程中容易分解產(chǎn)生CaO，從而影響材料的致密度、導(dǎo)致材料強(qiáng)度降低。這就要求在制備的過程中合理地控制Ca與P的比值，以獲得較為理想的結(jié)果。經(jīng)過篩分，得到不同粒徑的復(fù)合材料，為生物醫(yī)藥領(lǐng)域提供了良好的生物活性的可降解材料。
具體實施方式
實施例1
按Ca/P比為1.5稱取硝酸鈣20g和五氧化二磷7.45g,分別用100ml和40ml的乙醇溶解，然后將兩者混合攪拌8h后形成溶膠，然后將溶膠轉(zhuǎn)移至37℃的加熱容器內(nèi)使溶劑揮發(fā)，在此過程中會有大量黃色或者紅棕色二氧化氮氣體冒出，同時產(chǎn)生大量氣泡，為避免空氣污染，產(chǎn)生的二氧化氮氣體用PH10的氨水溶液吸收。當(dāng)氣泡產(chǎn)生緩慢時，將蒸發(fā)器的混合物轉(zhuǎn)移至80-100℃的干燥器內(nèi)干燥10h即得到HA和β-TCP前驅(qū)體胚體。然后將烘干后的胚體在1080-1200℃下燒結(jié)8h即得到人造骨粉塊狀材料，進(jìn)行粉碎研磨得到骨粉粉體。經(jīng)過篩分，得到不同粒徑的生物陶瓷復(fù)合材料。
實施例2
按Ca/P比為1.67稱取硝酸鈣20g和五氧化二磷6.69g,分別用100ml和40ml的乙醇溶解，然后將兩者混合攪拌8h后形成溶膠，然后將溶膠轉(zhuǎn)移至37℃的加熱容器內(nèi)使溶劑揮發(fā)，在此過程中會有大量黃色或者紅棕色二氧化氮氣體冒出，同時產(chǎn)生大量氣泡，為避免空氣污染，產(chǎn)生的二氧化氮氣體用PH10的氨水溶液吸收。當(dāng)氣泡產(chǎn)生緩慢時，將蒸發(fā)器的混合物轉(zhuǎn)移至80-100℃的干燥器內(nèi)干燥10h即得到HA和β-TCP前驅(qū)體胚體。然后將烘干后的胚體在1080-1200℃下燒結(jié)8h即得到人造骨粉塊狀材料，進(jìn)行粉碎研磨得到骨粉粉體。經(jīng)過篩分，得到不同粒徑的生物陶瓷復(fù)合材料。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。