CN104446386A - 用于髋关节的氧化铝陶瓷及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于髋关节的氧化铝陶瓷及其制备方法，用于髋关节的氧化铝陶瓷包括以下重量份计的原料：氧化铝100～200份、磷酸钙50～80份、粘结剂70～90份、蒸馏水100～120份、焦磷酸钙20～50份、聚硅氧烷40～80份、二氧化硅70～90份。制备方法：氧化铝、磷酸钙、粘结剂、焦磷酸钙、聚硅氧烷、二氧化硅混合均匀，加入蒸馏水球磨，蒸去蒸馏水，放入磨具内加压成型；1200～1600℃烧结。本发明采用球磨后，蒸去蒸馏水形成的粉末颗粒更均匀分散，粒径更小，压制得到的氧化铝陶瓷的耐腐蚀性能更好。
Description
技术领域
本发明涉及生物医药材料领域，尤其涉及一种用于髋关节的氧化铝陶瓷及其制备方法。
背景技术
由于生物医用材料是一个新发展起来的领域，并没有严格的定义。以下是一些解释：生物医学材料指的是能够植入生物体或与生物组织相结合的材料，可用于诊断、治疗，以及替换生物机体中的组织、器官或增进其功能。这些材料通过长期植入、短期植入、表面修复分别用于硬组织和软组织修复与替换。
生物材料作为人体组织的替代和修复材料，由于人体环境的特殊性，需要具备良好的生物相容性。生物相容性是指生物材料和人体组织接触后，在材料与组织界面间发生一系列相互作用而最终能够被人体组织所接受的性能，同时材料对人体的正常生理功能应无不良影响、无毒、无排异反应等。这一点是任何人工生物材料所必须具备的先决条件。
生物陶瓷一般在植入到人体后不引起周围组织和全身明显的化学和生物反应。这些材料包括化学稳定性高的氧化物陶瓷：如氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、氧化钛、氮化硅、硅铝酸盐晶体系列晶体。高纯商密度的氧化铝陶瓷是最早临床应用的生物陶瓷。它具有良好的力学性能，优良的抗腐蚀性和耐磨性。但是它的弹性模量较骨过高，99．7％的高纯氧化铝陶瓷弹性模量为350GP，而人骨的仅为5～30GP，所以其生物力学相容性较差。同时由于它是惰性材料，只能与人体组织形成机械固定，而不能形成生物固定，因此容易由于应力的集中导致的脆性断裂，且耐腐蚀性能不够。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种用于髋关节的氧化铝陶瓷及其制备方法，氧化铝陶瓷耐腐蚀性能强。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
用于髋关节的氧化铝陶瓷，包括以下重量份计的原料：氧化铝100～200份、磷酸钙50～80份、粘结剂70～90份、蒸馏水100～120份、焦磷酸钙20～50份、聚硅氧烷40～80份、二氧化硅70～90份。
作为对本发明的进一步改进，用于髋关节的氧化铝陶瓷，包括以下重量份计的原料：氧化铝150份、磷酸钙70份、粘结剂80份、蒸馏水110份、焦磷酸钙40份、聚硅氧烷60份、二氧化硅80份。
作为对本发明的进一步改进，粘结剂是三羟甲基三丙烯酸酯或过氧化羟基异丙苯。
作为对本发明的进一步改进，二氧化硅的粒径为80～120μm。
本发明还提供了一种用于髋关节的氧化铝陶瓷的制备方法。
一种用于髋关节的氧化铝陶瓷的制备方法，包括以下步骤：氧化铝、磷酸钙、粘结剂、焦磷酸钙、聚硅氧烷、二氧化硅混合均匀，加入蒸馏水球磨，蒸去蒸馏水，放入磨具内加压成型；1200～1600℃烧结。
作为对本发明的进一步改进，球磨时间为1～4h。
有益效果：本发明的腐蚀速率为0.015～0.020μm/a，远小于现有技术的氧化铝陶瓷的腐蚀速率，而且本发明采用球磨后，蒸去蒸馏水形成的粉末颗粒更均匀分散，粒径更小，压制得到的氧化铝陶瓷的耐腐蚀性能更好。本发明可以作为髋关节置换，在人体乳酸环境下不易腐蚀，使用寿命长。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
用于髋关节的氧化铝陶瓷，包括以下重量份计的原料：氧化铝150份、磷酸钙70份、粘结剂80份、蒸馏水110份、焦磷酸钙40份、聚硅氧烷60份、二氧化硅80份。
粘结剂是三羟甲基三丙烯酸酯。
二氧化硅的粒径为100μm。
一种用于髋关节的氧化铝陶瓷的制备方法，包括以下步骤：氧化铝、磷酸钙、粘结剂、焦磷酸钙、聚硅氧烷、二氧化硅混合均匀，加入蒸馏水球磨，蒸去蒸馏水，放入磨具内加压成型；1400℃烧结。
球磨时间为3h。
实施例2
用于髋关节的氧化铝陶瓷，包括以下重量份计的原料：氧化铝100份、磷酸钙50份、粘结剂70份、蒸馏水100份、焦磷酸钙20份、聚硅氧烷40份、二氧化硅70份。
粘结剂是过氧化羟基异丙苯。
二氧化硅的粒径为80μm。
一种用于髋关节的氧化铝陶瓷的制备方法，包括以下步骤：氧化铝、磷酸钙、粘结剂、焦磷酸钙、聚硅氧烷、二氧化硅混合均匀，加入蒸馏水球磨，蒸去蒸馏水，放入磨具内加压成型；1200℃烧结。
球磨时间为1h。
实施例3
用于髋关节的氧化铝陶瓷，包括以下重量份计的原料：氧化铝200份、磷酸钙80份、粘结剂90份、蒸馏水120份、焦磷酸钙50份、聚硅氧烷80份、二氧化硅90份。
粘结剂是过氧化羟基异丙苯。
二氧化硅的粒径为120μm。
一种用于髋关节的氧化铝陶瓷的制备方法，包括以下步骤：氧化铝、磷酸钙、粘结剂、焦磷酸钙、聚硅氧烷、二氧化硅混合均匀，加入蒸馏水球磨，蒸去蒸馏水，放入磨具内加压成型；1600℃烧结。
球磨时间为4h。
实施例4
用于髋关节的氧化铝陶瓷，包括以下重量份计的原料：氧化铝120份、磷酸钙60份、粘结剂75份、蒸馏水105份、焦磷酸钙25份、聚硅氧烷50份、二氧化硅75份。
粘结剂是三羟甲基三丙烯酸酯。
二氧化硅的粒径为90μm。
一种用于髋关节的氧化铝陶瓷的制备方法，包括以下步骤：氧化铝、磷酸钙、粘结剂、焦磷酸钙、聚硅氧烷、二氧化硅混合均匀，加入蒸馏水球磨，蒸去蒸馏水，放入磨具内加压成型；1300℃烧结。
球磨时间为2h。
实施例5
用于髋关节的氧化铝陶瓷，包括以下重量份计的原料：氧化铝180份、磷酸钙70份、粘结剂85份、蒸馏水110份、焦磷酸钙40份、聚硅氧烷70份、二氧化硅85份。
粘结剂是三羟甲基三丙烯酸酯。
二氧化硅的粒径为110μm。
一种用于髋关节的氧化铝陶瓷的制备方法，包括以下步骤：氧化铝、磷酸钙、粘结剂、焦磷酸钙、聚硅氧烷、二氧化硅混合均匀，加入蒸馏水球磨，蒸去蒸馏水，放入磨具内加压成型；1500℃烧结。
球磨时间为3h。
对比例1
与实施例1相同，不同在于：直接粉末压制成型，不采用蒸馏球磨的方法。
性能测试
测定实施例和对比例的产品性能，结果见表1。试验条件：30℃，1%乳酸。
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 对比例1 | |
| 腐蚀速率μm/a | 0.015 | 0.020 | 0.018 | 0.019 | 0.018 | 0.120 |
选取50例髋关节置换患者，放射线观察磨损率。结果见表2。
表2
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例1 | |
| 磨损率mm/年 | 0.03 | 0.04 | 0.04 | 0.03 | 0.08 |
结论：本发明的腐蚀速率为0.015～0.020μm/a，远小于对比例1的腐蚀速率，本发明采用球磨后，蒸去蒸馏水形成的粉末颗粒更均匀分散，粒径更小，压制得到的氧化铝陶瓷的耐腐蚀性能更好。而且应用于髋关节置换手术后，磨损率低。
Claims (6)
1.用于髋关节的氧化铝陶瓷，其特征在于，包括以下重量份计的原料：氧化铝100～200份、磷酸钙50～80份、粘结剂70～90份、蒸馏水100～120份、焦磷酸钙20～50份、聚硅氧烷40～80份、二氧化硅70～90份。
2.根据权利要求1所述的用于髋关节的氧化铝陶瓷，其特征在于，包括以下重量份计的原料：氧化铝150份、磷酸钙70份、粘结剂80份、蒸馏水110份、焦磷酸钙40份、聚硅氧烷60份、二氧化硅80份。
3.根据权利要求1所述的用于髋关节的氧化铝陶瓷，其特征在于，粘结剂是三羟甲基三丙烯酸酯或过氧化羟基异丙苯。
4.根据权利要求1所述的用于髋关节的氧化铝陶瓷，其特征在于，二氧化硅的粒径为80～120μm。
5.基于权利要求1所述的用于髋关节的氧化铝陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：氧化铝、磷酸钙、粘结剂、焦磷酸钙、聚硅氧烷、二氧化硅混合均匀，加入蒸馏水球磨，蒸去蒸馏水，放入磨具内加压成型；1200～1600℃烧结。
6.根据权利要求5所述的用于髋关节的氧化铝陶瓷的制备方法，其特征在于，球磨时间为1～4h。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Qiu Caijun Inventor before: Pan Lingen Inventor before: Qiu Dongcheng Inventor before: Liu Lefeng |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
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Effective date of registration: 20160415 Address after: 312540 Zhejiang County of Xinchang Province Jing Ling Zhen Xi Keng Cun Xi three 24 edge 06-17-193 Applicant after: XINCHANG COUNTY JINGLING TOWN KANGLIU ELECTRONIC COMPONENT FACTORY Address before: Wuzhong District town Suzhou city Jiangsu province 215101 gold Jinchang Road No. 360 Applicant before: Suzhou Vivotide Biotechnologies Co., Ltd. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170314 Address after: 753000 the Ningxia Hui Autonomous Region, Dawukou District, Helan, North Hill Road, No., building, building, room No. 1501, room 27 Patentee after: Ningxia hundred Chen Industrial Product Design Co., Ltd. Address before: 312540 Zhejiang County of Xinchang Province Jing Ling Zhen Xi Keng Cun Xi three 24 edge 06-17-193 Patentee before: XINCHANG COUNTY JINGLING TOWN KANGLIU ELECTRONIC COMPONENT FACTORY |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20171215 Address after: 225500 south side of Tongyang West Road, Jiangyan Economic Development Zone, Taizhou City, Jiangsu Province Patentee after: Taizhou Qida coating Auxiliaries Co., Ltd. Address before: 753000 the Ningxia Hui Autonomous Region, Dawukou District, Helan, North Hill Road, No., building, building, room No. 1501, room 27 Patentee before: Ningxia hundred Chen Industrial Product Design Co., Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |