CN104721884A - 生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料及其制备方法。本发明生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料制备方法包括的工艺步骤有：对预氧丝或/和碳纤维进行预处理、配制碳化硅混合物的有机浆料、将预氧丝或/和碳纤维与碳化硅混合物浆料进行混料处理、将纤混合浆料进行模压形成坯体、将坯体进行压力烧结处理、将短切碳纤维/碳化硅复合材料进行原位氧化处理。本发明生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料制备方法制备的生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料具有低刚度、良好的生物活性，能与组织形成化学键合，具有与骨模量相当的生物相容性。本发明生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料制备方法工艺易控，目标产品性能稳定。

Description

生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料及其制备方法

技术领域

本发明属于医疗骨植入材料技术领域，特别涉及一种生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料及其制备方法。

背景技术

骨是一种的天然复合材料。其主要由具有分级结构的胶原纤维和纳米羟基磷灰石构成。骨的这种结构赋予了它特定的力学性能和高的生物活性，骨力学性能一般为：弹性模量在3～30GPa，断裂韧性3～6MPam^1/2，压缩强度130～180MPa，抗弯强度120～160MPa。在这些性能中，弹性模量引起人们的足够重视程度最低。弹性模量(刚度)失配易造成应力屏蔽，进而导致假体松动、磨损和疲劳失效，影响远期植入效果。而且，在假体周围，骨会出现转变和吸收，致使其不能进行二次更换，因此，植入体寿命一般为7～10年，患者年龄多规定在55岁以上，这给大多数患者带来不便、造成严重痛苦。影响骨植入材料长期稳定性的另一关键是骨和植入材料的界面问题，如果材料为生物惰性，那么植入将被纤维结缔组织所包裹，长期条件下，这也是骨容易松动的重要因素。只有植入材料具有生物活性，它们才能形成化学键合，从而实现骨整合。

发展与人骨刚度相匹配的医用植入材料一直是生物医用界孜孜以求的目标。目前，已涉及的骨植入材料有(1)生物惰性材料：如金属、惰性陶瓷、碳材料、医用高分子；(2)生物活性材料：如生物玻璃、玻璃陶瓷、磷酸钙等。(3)生物活性复合材料：如生物活性涂层复合材料、晶须、颗粒或纤维增强生物活性陶瓷复合材料。在这些研究的骨植入材料中，以镁及其合金、医用钛合金、碳/碳复合材料、碳纤维/高分子与人骨的弹性模量最为接近。医用金属中，镁及其合金生物相容性优异，密度(1.74～2.0g/cm3)与骨(1.8～2.1g/cm3)相 仿，远低于钛合金(4.5g/cm3)，其模量在41～45GPa之间，与骨较接近，然而镁及其合金耐蚀极差，是一种可降解生物材料，其在含氯离子的体液中放出大量气体，导致皮下气泡，因此作为骨修复和和替换材料，其耐蚀性能仍在改进。与镁及其合金相比，医用钛合金中，镍钛合金模量在28～41GPa之间，与骨较为相近，然而镍离子析出易造成毒性和过敏反应，对白种人尤为显著，因此在欧盟，其禁止作为植入材料使用，而其它地区，作为人工骨，还必须进一步改善其耐蚀性能。而无镍钛合金，模量都比骨和镍钛合金要高，如刚度最低的Ti_35.5Nb_7.3Zr_5.7Ta，其模量仍为55～64GPa。另外需提及的是，钛及其合金摩擦系数高、抗磨损能力低，当磨屑进入周围组织会引起异物反应，还会溶骨现象，因此钛合金作为植入材料，性能还须改进。

碳纤维/高分子也是一类与骨模量相当的生物相容性复合材料。据报道，30％的短切碳纤维聚醚醚酮(C_f/PEEK)复合材料，其弯曲模量为20GPa，拉伸强度可达170MPa。当在C_f/PEEK中加入HA后，使它兼具了生物活性，结果表明该复合材料拉伸和弯曲模量分别在9～14GPa以及6.6～10.4GPa之间，但是发现高分子在体内降解，容易在体内引起炎症甚至毒性反应，此外消毒过程(高温、辐照等)也可能对其结构和性能造成不利影响。与以上所述骨植入材料相比，碳/碳复合材料(C/C)兼具结构和功能特性，其生物相容性好、力学性能可设计、耐疲劳、耐腐蚀、生理性质稳定、质量轻、具有假塑性、微孔有利于组织长入，其模量在5～80GPa之间，是一种很有潜力的骨植入材料。然而游离出来的碳颗粒会随体液流动、进入皮肤，造成黑肤效应。因此有必要提高C/C的耐磨性能。另外值得注意的是，这些复合材料大多都不具生物活性，不能与组织形成化学键合。综上所述，我们有必要开发性能更佳的低刚度生物活性新型骨植入材料。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种生物活性短切碳纤 维/碳化硅人工骨材料及其制备方法，以解决现有医疗骨植入材料刚度高或抗磨损能力低以及不具备生物活性导致不能与组织形成化学键合的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料制备方法，包括如下步骤：

将预氧丝或/和碳纤维经除表面粘结剂处理后进行开纤处理；

将碳化硅混合物料加入含有5-10％v/v的表面活性剂和5-10％v/v环氧树脂、酚醛树脂或呋喃树脂中的至少一种树脂的有机溶剂中配制成碳化硅混合物浆料；其中，所述碳化硅混合物料含有如下重量百分比的组分：

0.1～10μm碳化硅粉60～90％、1～100μm硅粉1～10％、1～100μm铝硅共晶粉1～10％、1～100μm碳化硼粉1～10％、硼酸或氧化硼1～5％、1～100μm氧化钙粉5～12％；

将经开纤处理后的所述预氧丝或/和碳纤维分散至所述碳化硅混合物浆料中，配制成含纤混合浆料； 

将所述含纤混合浆料于5～15MPa进行模压处理1－4h形成坯体，并将所述坯体干燥处理；

将经干燥处理后的所述坯体升温至1800℃～2400℃下和压力为20MPa～40MPa下烧结30min～60min后冷却处理，获得短切碳纤维/碳化硅复合材料；

将所述短切碳纤维/碳化硅复合材料于空气中温度为1200～1600℃下氧化处理0.5～5h，获得生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料。

以及，一种生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料，其由如本发明生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料制备方法制备而成。

本发明生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料制备方法采用有机基料浆，然后经压力烧结，最后经过原位氧化，在表面制备硅酸盐生物活性诱导膜，从而使得制备的生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料具有低刚度、良好的生物活性，能与组织形成化学键合，具有与骨模量相当的生物相容性。且该生物活 性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料无毒安全、稳定性高。另外，本发明生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料制备方法工艺易控，目标产品性能稳定，有效降低了其生产成本。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明实施例生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料制备方法的工艺流程示意图；

图2为本发明实施例1制备的生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料的进行扫描显微镜图片；

图3为本发明实施例1制备的生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料模拟体液浸泡试验后的扫描显微镜图片。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例与附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料制备方法，包括如下步骤：

步骤S01.对预氧丝或/和碳纤维进行预处理：将预氧丝或/和碳纤维经除表面粘结剂处理后进行开纤处理；

步骤S02.配制碳化硅混合物的有机浆料：将碳化硅混合物料加入含有5-10％v/v的表面活性剂和5-10％v/v环氧树脂、酚醛树脂或呋喃树脂中的至少一种树脂的有机溶剂中配制成碳化硅混合物浆料；其中，所述碳化硅混合物料含有如下重量百分比的组分：

0.1～10μm碳化硅粉60～90％、1～100μm硅粉1～10％、1～100μm铝硅共 晶粉1～10％、1～100μm碳化硼粉1～10％、硼酸或氧化硼1～5％、1～100μm氧化钙粉5～12％；

步骤S03.将预氧丝或/和碳纤维与碳化硅混合物浆料进行混料处理：将经开纤处理后的所述预氧丝或/和碳纤维分散至所述碳化硅混合物浆料中，配制成含纤混合浆料； 

步骤S04.将纤混合浆料进行模压形成坯体：将所述含纤混合浆料于5～15MPa下进行模压处理1－4h形成坯体，并将所述坯体干燥处理；

步骤S05.将坯体进行压力烧结处理：将经干燥处理后的所述坯体升温至1800℃～2400℃下和压力为20MPa～40MPa下烧结30min～60min后冷却处理，获得短切碳纤维/碳化硅复合材料；

步骤S06.将短切碳纤维/碳化硅复合材料进行原位氧化处理：将所述短切碳纤维/碳化硅复合材料于空气中温度为1200～1600℃下氧化处理0.5～5h，获得生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料。

具体地，上述步骤S01中对预氧丝、碳纤维的除标明粘结剂的目的是为了避免预氧丝、碳纤维原料本身表面粘附的粘结剂在后续模压和压力热处理过程中对短切碳纤维/碳化硅复合材料造成不良影响，从而保证最终产品生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料的性能稳定。

为了有效除去预氧丝或/和碳纤维表面粘附的粘结剂，在一实施例中，将所述预氧丝或/和碳纤维一起置于乙醇或者丙酮溶液中，于高压容器在49～100℃下保温2～24h后，然后过滤。

在具体实施例中，该预氧丝、碳纤维可以选用2～20mm预氧丝、碳纤维。高压容器可以直接选用高压锅。为了有效除去粘结剂，最优的是保证预氧丝、碳纤维全部没入乙醇或者丙酮溶液中。

将经除表面粘结剂处理后的预氧丝或/和碳纤维开纤是为了使得预氧丝、碳纤维能够在后续工艺中充分分散。因此，为了提高开纤效果，在一实施例中，所述预氧丝或/和碳纤维的开纤处理方法如下：

将预氧丝或碳纤维加入含5～10％v/v的乙醇、1～10％v/v的二甲基亚砜的水溶液中，于2000～10000转/秒的转速下进行开纤处理，然后用去离子洗净、过滤，备用。

在具体实施例中，该开纤的转速可以直接选用打浆机来提供。另外，该开纤处理可以直接在常温或室温下进行。

上述步骤S02中，该碳化硅混合物浆料的配制是采用有机溶剂配制的非水基浆料，正因该非水基浆料为步骤S03中的配制的含纤混合浆料提供非水基基础，这样有效保证了含纤混合浆料在模压处理形成坯体过程中避免因水的被包裹分解后，导致的纤维破坏、进而导致最终生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料力学性能不稳定现象发生。

因此，在一实施例中，配制该碳化硅混合物浆料的溶剂选用含有5-10％v/v的表面活性剂和5-10％v/v环氧树脂、酚醛树脂或呋喃树脂中的至少一种树脂的有机溶剂。

在进一步实施例中，该有机溶剂选用乙醇、丙酮中的至少一种。

在一实施例中，经步骤S02的配制获得的碳化硅混合物浆料的固液体积比比为1：1～1：10。该固液比的浆料能有效使得预氧丝或/和碳纤维的均分散。

上述步骤S03中，将步骤S01备用的预氧丝或碳纤维或预氧丝与碳纤维的混合纤维加入到步骤S03中配制的碳化硅混合物浆料中，为了使得预氧丝、碳纤维能够在碳化硅混合物浆料中充分分散，理所当然是要对混合浆料进行充分混料处理，如可以采用搅拌获取其他能够实现两者充分混合分散效果的混料方式。

为了使得形成的含纤混合浆料经上述步骤S04、步骤S05处理后获得的产品性能更加稳定和具有低刚度，在一实施例中，所述预氧丝或/和碳纤维总量与碳化硅混合物料的体积含量为5％～80％。

上述步骤S04中，为了调节最终材料的刚度，优化低刚度特性，在一实施例中，将含纤混合浆料于5～15MPa下进行模压处理的时间为1-4h，在进一步实 施例中，将所述含纤混合浆料进行模压处理的压力为5～10MPa；在一具体实施例中，模压处理的时间为1h。

在另一具体实施例中，该模压处理可以选用石墨模具进行模压处理，这样，可以在上述步骤S05中将坯体直接置于石墨模内一起进行催化压力热处理。

在一实施例中，待模压完成后，将所述坯体干燥处理方法如下：

将经模压处理形成所述坯体置于真空中于100～120℃下干燥10～24小时。

该干燥处理能在有效除去溶剂的同时，保证坯体的稳定性。在一具体实施例中，可以连同石墨模一起进行在该真空条件下干燥。

上述步骤S05中，坯体在催化压力热处理下，碳化硅混合物料本身的催化作用，使得预氧丝或/和碳纤维与碳化硅混合物料发生作用，并使预氧丝转变为碳纤维，从而形成具有低刚性和稳定好且安全的短切碳纤维/碳化硅复合材料。待压力热处理后的冷却处理可以是随炉冷却至室温。

上述步骤S06中，步骤S05中生成的短切碳纤维/碳化硅复合材料在空气中发生氧化反应，从而在短切碳纤维/碳化硅复合材料表面原位形成硅酸盐诱导膜，赋予短切碳纤维/碳化硅复合材料优异的生物活性。因此，在一实施例中，所述短切碳纤维/碳化硅复合材料于空气中温度为1200～1600℃下氧化处理0.5～5h。

因此，上文所述的本发明实施例生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料制备方法采用有机基料浆，然后经压力烧结，使得预氧丝或/和碳纤维与碳化硅混合物料发生作用，最后经过原位氧化，在表面制备硅酸盐生物活性诱导膜，从而使得制备的生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料具有低刚度和良好的生物活性，能与组织形成化学键合，具有与骨模量相当的生物相容性。另外，本发明生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料制备方法工艺易控，目标产品性能稳定，有效降低了其生产成本。

相应地，在上文提供的本发明实施例生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料制备方法的基础上，本发明实施例相应提供了一种生物活性短切碳纤维/碳化 硅人工骨材料，该生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料由上文本发明实施例生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料制备方法制备而成，因此，本发明实施例生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料具有低刚度和良好的生物活性，能与组织形成化学键合，具有与骨模量相当的生物相容性。另外，该生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料无毒安全、稳定性高。

现以生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料及其制备方法为例，对本发明进行进一步详细说明。

实施例1

一种生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料制备方法，包括如下步骤：

S11：首先将10mm预氧丝和碳纤维置于含丙酮的高压锅内，在温度为50℃下进行加热24h进行除胶处理，然后滤除纤维，烘干、备用；

S12：将步骤S11处理的预氧丝和碳纤维加入体积比含5～10％的乙醇、体积比1～10％的二甲基亚砜的水溶液中，用打浆机在常温，转速为2000～10000转/秒下进行开纤，然后去离子洗净、过滤、备用；

S13：将60重量份粒度为0.5μm的碳化硅粉体与10重量份硅粉、5重量份粒径1～100μm的铝硅共晶粉合金粉、10重量份粒径1～100μm的碳化硼粉、10份的氧化钙粉，5重量份粒径1～100μm的的氧化硼粉进行均匀混合，形成碳化硅混合物，加入到含体积比10重量份0P－200、体积10份的酚醛树脂、80份的乙醇中，固液比为30：70，并搅拌成均匀的料浆；

S14：将步骤S12得到的预氧丝和碳纤维加入步骤S13得到的料浆中，打浆搅拌，得到含预氧丝和碳纤维的料浆；其中，使得预氧丝和碳纤维总体积与碳化硅混合物总体积比为70％；

S15：将所得到的含预氧丝的料浆置于石墨模具中，在压力15MPa制成坯体，保压时间60min，然后将含坯体的石墨模具置于抽真空的真空干燥箱中，在120℃区间，进行10小时干燥；

S16：将坯体的石墨模具置于热压炉中，先随炉升温至1900℃、在压力 30MPa，保温时间为60min下进行烧结，随炉冷却至室温获得致密度达98％的短切碳纤维/碳化硅复合材料；

S17：将所制短切碳纤维/碳化硅复合材料在1600℃温度下，时间30min进行氧化，等到含硅酸盐膜的切碳纤维/碳化硅复合材料。

实施例2

一种生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料制备方法，包括如下步骤：

S21：首先将5mm预氧丝置于含丙酮的高压锅内，在温度为100℃下进行加热3h进行除胶处理，然后滤除纤维，烘干、备用；

S22：将步骤S21处理的预氧丝加入体积比含5～10％的乙醇、体积比1～10％的二甲基亚砜的水溶液中，用打浆机在常温，转速为2000～10000转/秒下进行开纤，然后去离子洗净、过滤、备用；

S23：将80重量份粒度为1μm的碳化硅粉体与4重量份硅粉、5重量份粒径1～100μm的铝硅共晶粉合金粉、2重量份粒径1～100μm的碳化硼粉、6份的氧化钙粉，2重量份粒径1～100μm的硼酸粉进行均匀混合，形成碳化硅混合物，加入到含体积5份斯盘-60、体积10份的呋喃树脂、85份的乙醇中，固液比为30：70，并搅拌成均匀的料浆；

S24：将步骤S22得到预氧丝加入步骤S23得到的料浆中，打浆搅拌，得到含预氧丝和碳纤维的料浆；其中，使得预氧丝体积与碳化硅混合物总体积比为50％；

S25：将所得到的含预氧丝的料浆置于石墨模具中，在压力5MPa制成坯体，保压时间60min，然后将含坯体的石墨模具置于抽真空的真空干燥箱中，在100℃区间，进行24小时干燥；

S26：将坯体的石墨模具置于热压炉中，先随炉升温至2000℃、在压力40MPa，保温时间为60min下进行烧结，随炉冷却至室温获得致密度达98％的短切碳纤维/碳化硅复合材料。

S27：将所制短切碳纤维/碳化硅复合材料在1200℃温度下，时间5小时进 行氧化，等到含硅酸盐膜的切碳纤维/碳化硅复合材料。

实施例3

一种生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料制备方法，包括如下步骤：

S31：首先将20mm预氧丝和碳纤维置于含丙酮的高压锅内，在温度为80℃下进行加热20h进行除胶处理，然后滤除纤维，烘干、备用；

S32：将步骤S31处理的预氧丝或碳纤维加入体积比含5～10％的乙醇、体积比1～10％的二甲基亚砜的水溶液中，用打浆机在常温，转速为2000～10000转/秒下进行开纤，然后去离子洗净、过滤、备用；

S33：将90重量份粒度为0.1μm的碳化硅粉体与1重量份硅粉、2重量份粒径1～100μm的铝硅共晶粉合金粉、1重量份粒径1～100μm的碳化硼粉、5份的氧化钙粉，1重量份粒径1～100μm的硼酸粉进行均匀混合，形成碳化硅混合物，加入到含体积比5重量份吐温-80、体积10份的环氧树脂、85份的乙醇中，固液比为30：70，并搅拌成均匀的料浆；

S34：将步骤S32得到的碳纤维，加入步骤S33得到的料浆中，打浆搅拌，得到含预氧丝和碳纤维的料浆；其中，使得碳纤维体积与碳化硅混合物总体积比为40％；

S35：将所得到的含预氧丝的料浆置于石墨模具中，在压力8MPa制成坯体，保压时间30min，然后将含坯体的石墨模具置于抽真空的真空干燥箱中，在110℃区间，进行18小时干燥；

S36：将坯体的石墨模具置于热压炉中，先随炉升温至2400℃、在压力20MPa，保温时间为30min下进行烧结，随炉冷却至室温获得致密度达98％的短切碳纤维/碳化硅复合材料。

S37：将所制短切碳纤维/碳化硅复合材料在1400℃温度下，时间2小时进行氧化，等到含硅酸盐膜的切碳纤维/碳化硅复合材料。

相关性能测试 

1.将上述实施例1-3制备的生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料进行显 微镜扫描分析，其中，实施例1制备的生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料的扫描显微镜图片如附图2所示。

由图2可知，本发明实施例制备的生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料中的纤维在碳化硅混合物基体中分别均匀，结构均匀。

将实施例2、3中制备的生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料进行显微镜扫描分析发现，其图片与图2近似，说明本发明实施例物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料方法稳定，最终得到的材料性能稳定。

2.刚度分析和生物活性试验

在生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料中的纤维体积比为70％时，所测材料的力学性能如下：断裂韧性5.5MPa·m1/2，弯曲强度121MPa，模量27GPa，与骨的力学性能接近，且刚度匹配。模拟体液浸泡表明，其能诱导骨磷灰石，因此具有生物活性。模拟体液浸泡生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料的扫描显微镜图片如图3所示。

另外，将实施例2、3中的生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料进行刚度分析和生物活性试验，其试验结果与实施例1中生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料类似。

因此，本发明实施例制备的生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料具有低刚度和良好的生物活性，能与组织形成化学键合，具有与骨模量相当的生物相容性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料制备方法，包括如下步骤：

将预氧丝或/和碳纤维经除表面粘结剂处理后进行开纤处理；

将碳化硅混合物料加入含有5-10％v/v的表面活性剂和5-10％v/v环氧树脂、酚醛树脂或呋喃树脂中的至少一种树脂的有机溶剂中配制成碳化硅混合物浆料；其中，所述碳化硅混合物料含有如下重量百分比的组分：

0.1～10μm碳化硅粉60～90％、1～100μm硅粉1～10％、1～100μm铝硅共晶粉1～10％、1～100μm碳化硼粉1～10％、硼酸或氧化硼1～5％、1～100μm氧化钙粉5～12％；

将经开纤处理后的所述预氧丝或/和碳纤维分散至所述碳化硅混合物浆料中，配制成含纤混合浆料；

将所述含纤混合浆料于5～15MPa进行模压处理1～4h形成坯体，并将所述坯体干燥处理；

将经干燥处理后的所述坯体升温至1800℃～2400℃下和压力为20MPa～40MPa下烧结30min～120min后冷却处理，获得短切碳纤维/碳化硅复合材料；

将所述短切碳纤维/碳化硅复合材料于空气中温度为1200～1600℃下氧化处理0.5～5h，获得生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料。

2.根据权利要求1所述的生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料制备方法，其特征在于：所述预氧丝或/和碳纤维总量占碳化硅混合物料的体积比为5％～80％

3.根据权利要求1所述的生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料制备方法，其特征在于：所述碳化硅混合物浆料的固液体积比比为1：1～1：10。

4.根据权利要求1-4任一所述的生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料制备方法，其特征在于：所述表面活性剂选用op-10、op-20、op－40、tx－10、tx-15、吐温-20、吐温-80、斯盘-60、斯盘-80中的至少一种，但不限于这些。

5.根据权利要求1-4任一所述的生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料制备方法，其特征在于：将所述坯体干燥处理方法如下：

将经模压处理形成所述坯体置于真空中于100～120℃下干燥10～24小时。

6.根据权利要求1-4任一所述的生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料制备方法，其特征在于：所述预氧丝或/和碳纤维除表面粘结剂处理方法如下：

将所述预氧丝或/和碳纤维一起置于乙醇或者丙酮溶液中，于高压容器在50～100℃下保温2～24h后，然后过滤。

7.根据权利要求1-4任一所述的生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料制备方法，其特征在于：所述预氧丝或/和碳纤维的开纤处理方法如下：

将预氧丝或碳纤维加入含5～10％v/v的乙醇、1～10％v/v的二甲基亚砜的水溶液中，于2000～10000转/秒的转速下进行开纤处理，然后用去离子洗净、过滤。

8.一种生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料，其由如权利要求1-7任一所述的生物活性短切碳纤维/碳化硅人工骨材料制备方法制备而成。