CN101099873A - 多孔镁/羟基磷灰石生产工艺方法 - Google Patents
多孔镁/羟基磷灰石生产工艺方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种简单、方便的多孔镁/羟基磷灰石生物复合材料的生产工艺方法。采用的技术方案是：将羟基磷灰石粉(Ca/P≈1.67)和粒度80～200目的镁粉(99.5％)按1∶2的比例混合，冷压成型，施加压力在200MPa-400MPa，然后在1100℃-1300℃烧结，保温时间在1-7h，升温速率10℃/min。镁在高温下发生汽化、被蒸发，使羟基磷灰石形成多孔状，然后随炉冷却。本发明生产工艺简单，操作方便，成本低廉。孔隙率、孔径、强度等技术参数容易控制。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种用于骨修复领域的多孔镁/羟基磷灰石材料的生产工艺方法，属于生物复合材料领域。
背景技术
目前，人骨主要修复及替代材料是生物金属与生物陶瓷。钛和钛合金可以说是生体相容性最好的一种生物金属材料。由于二者的物理性能、力学性能、生物活性等方面的差异很大，使得在临床应用中受到限制。人们发现某些钛合金成分中的钒在人体内有可能产生毒性或致癌性问题，而且最近还有人指出钛离子的溶出对人体也会产生有害的作用。
羟基磷灰石陶瓷与人体骨骼的无机成分极为相似，对人体无毒，具有极好的生物相容和生物活性，植入生物体后可以与生物骨结合为一体，是一种生物相容性优良的骨修复和替换材料，但陶瓷的脆性限制了其在骨修复中的应用。将其制成多孔羟基磷灰石生物陶瓷，内含相互连通的孔隙有利于组织微循环，促进细胞渗入和生长。泡沫陶瓷羟基磷灰石人工骨和义眼已用于临床。
镁离子是生物体所需的离子，参与人体的新城代谢过程Mg决定骨的脆性，其损耗影响骨骼的新陈代谢，引起骨生长停止，降低造骨细胞和破骨细胞的生物活性。金属镁的弹性模量与生物骨较为接近，但金属镁的活性高，在生物体内受体液腐蚀更为严重，限制其在生物材料领域的广泛应用。
镁具有优良的可生物降解性和生理再吸收特性，目前国外已研究利用粉末冶金法制造多孔镁，结果，所制得的多孔镁具有开口蜂窝状结构适合新生骨组织的成长和体液输送，力学性能也满足作为人体植入物的要求；国内采用电泳沉积技术对多孔镁进行表面羟基磷灰石涂层的制备，预示着多孔镁有望成为良好的生体相容性生物骨修复材料；通过实验，证明了纯镁经过合适的表面改性，可以避免镁对人体产生有害的溶血现象；美国采用水热法合成镁取代羟基磷灰石的实验，制得镁取代羟基磷灰石中的钙离子；韩国用化学沉淀法制备镁-羟基磷灰石，利用镁离子取代钙离子，而且具有良好的生物相容性。
多孔镁/羟基磷灰石骨修复复合材料可以弥补多孔羟基磷灰石的脆性，同时比普通的羟基磷灰石具有更好的生物相容性，促进骨质形成。
发明内容
为了克服现有钛合金对人体产生有害的作用、镁及其合金很高的活性和多孔羟基磷灰石生产工艺复杂，成本高的不足，本发明提供一种简单、方便的多孔镁/羟基磷灰石生物复合材料的生产工艺方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：将羟基磷灰石粉(Ca/P≈1.67)和镁粉(99.5％)按比例混合，冷压成型，施加压力在100MPa-500MPa，然后在1100℃-1300℃烧结，保温时间在1-20h，升温速率1-50℃/min。镁在高温下发生汽化、被蒸发，使羟基磷灰石形成多孔状，然后随炉冷却。
本发明的有益效果是生产工艺简单，操作方便，成本低廉。孔隙率、孔径、强度等技术参数容易控制。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
说明书附图是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
先将羟基磷灰石粉(Ca/P≈1.67)粉和80～200目的镁粉(99.5％)按1∶2的比例混合，混合应均匀，冷压成型，施加压力在200MPa-400MPa，1100℃-1300℃空气中烧结，保温1-20h，升温速率为10℃/min，镁在高温下发生汽化、被蒸发，使羟基磷灰石形成多孔状，然后随炉冷却。
Claims (8)
1、一种多孔镁/羟基磷灰石的生产工艺方法，其特征是将羟基磷灰石粉和镁粉按比例混合，冷压成型，然后进行烧结，镁在高温下发生汽化、被蒸发，使羟基磷灰石形成多孔状。
2、根据权利要求1所述的一种多孔镁/羟基磷灰石的生产工艺方法，其特征是羟基磷灰石粉为Ca/P≈1.67，粒度80～200目。
3、根据权利要求1所述的一种多孔镁/羟基磷灰石的生产工艺方法，其特征是镁粉纯度为99.5％，粒度80～200目。
4、根据权利要求1所述的一种多孔镁/羟基磷灰石的生产工艺方法，其特征是羟基磷灰石粉和镁粉按1∶2的比例混合。
5、根据权利要求1所述的一种多孔镁/羟基磷灰石的生产工艺方法，其特征是冷压成型，施加压力在200MPa-400MPa。
6、根据权利要求1所述的一种多孔镁/羟基磷灰石的生产工艺方法，其特征是在1100℃-1300℃真空与空气中烧结，
7、根据权利要求6所述的一种多孔镁/羟基磷灰石的生产工艺方法，其特征是烧结时升温速率为10～20℃/min。
8、根据权利要求6所述的一种多孔镁/羟基磷灰石的生产工艺方法，其特征是烧结时保温时间为1-20h。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103074512A (zh) * | 2013-01-28 | 2013-05-01 | 上海交通大学 | 镁或镁合金-多孔羟基磷灰石复合材料及其制备方法 |
| CN103599561A (zh) * | 2013-11-07 | 2014-02-26 | 同济大学 | 一种镁合金/羟基磷灰石复合材料的制备方法 |
| CN104623734A (zh) * | 2015-01-30 | 2015-05-20 | 太原理工大学 | 一种镁/羟基磷灰石可降解复合材料的快速制备方法 |
| RU2760096C1 (ru) * | 2021-01-21 | 2021-11-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Способ получения низкотемпературного биорезорбируемого композиционного материала на основе гидроксиапатита, армированного частицами магния с помощью электроимпульсного метода компактирования для применения в качестве имплантата при остеосинтезе |
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2006
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