CN104761148A - 氧化铝生物玻璃及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氧化铝生物玻璃及其制备方法，该陶瓷包括以下重量份计的原料：氧化钠80～100份、氧化钙10～20份、二氧化硅40～50份、氧化铝10～20份、交联剂5～6份、引发剂4～10份、羟基磷灰石2～8份。其制备方法是：将氧化钠、氧化钙、二氧化硅、氧化铝、交联剂、引发剂、羟基磷灰石加入坩埚中，于1400～1800℃保温1～2h，然后转入退火炉内保温1～2h，慢慢冷却，即可。本发明氧化铝的加入，可以适当降低生物活性，避免产生过强的生物活性；贯穿于玻璃网络中的铝离子有助于压紧网络，减小分子间间隙的大小，阻止其他离子的移动，从而提高氧化铝生物玻璃的断裂韧性。
Description
技术领域
本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种氧化铝生物玻璃及其制备方法。
背景技术
羟基磷灰石的理论组成为Ca10(PO4)6(OH)2属于六方晶系，与天然骨组织中无机物的化学成分和晶体结构相同，具有良好的生物相容性和生物活性，安全无毒，能选择性的吸附富有酸性氨基酸和丝氨酸的蛋白质以及磷酸基和羟基含量高的蛋白质，具有诱导骨生长的作用，因而得到广泛的关注。但它也有缺点：脆性，机械性能差，无法单独作为植入材料使用。通过微弧氧化技术在钛及钛合金表面生成一层含有羟基磷灰石（以下简称HA）的生物陶瓷膜，能充分发挥钛及钛合金的优良力学性能和羟基磷灰石陶瓷材料的生物活性。羟基磷灰石是人及动物骨骼、牙齿的主要无机成分，是一种典型的生物材料，具有优良的生物活性和生物相容性，植入人体后能在短时间内与人体硬组织形成紧密结合，从而成为广泛应用的植骨替代品，但在临床应用中单纯将羟基磷灰石作为硬组织替代和修复材料，其力学强度达不到所要求的强度，因此羟基磷灰石复合物的研究日益受到重视。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种氧化铝生物玻璃及其制备方法，断裂韧性高。
本发明采用以下技术方案：
氧化铝生物玻璃，包括以下重量份计的原料：氧化钠80～100份、氧化钙10～20份、二氧化硅40～50份、氧化铝10～20份、交联剂5～6份、引发剂4～10份、羟基磷灰石2～8份。
作为优选，交联剂为对二乙烯基苯、二异氰酸酯或二乙烯基苯中的一种或几种。
作为优选，引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯乙酰或过氧化苯甲酰中的一种或几种。
作为优选，羟基磷灰石的粒径为60～100μm。
上述氧化铝生物玻璃的制备方法，包括以下步骤：将氧化钠、氧化钙、二氧化硅、氧化铝、交联剂、引发剂、羟基磷灰石加入坩埚中，于1400～1800℃保温1～2h，然后转入退火炉内保温1～2h，慢慢冷却，即可。
作为优选，退火炉内温度为100～300℃。
本发明氧化铝的加入，可以适当降低生物活性，避免产生过强的生物活性；贯穿于玻璃网络中的铝离子有助于压紧网络，减小分子间间隙的大小，阻止其他离子的移动，从而提高氧化铝生物玻璃的断裂韧性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细介绍。
实施例1
氧化铝生物玻璃，包括以下重量份计的原料：氧化钠80份、氧化钙10份、二氧化硅40份、氧化铝10份、交联剂5份、引发剂4份、羟基磷灰石2份。
交联剂为质量比为1：1的二乙烯基苯、对二乙烯基苯。
引发剂为质量比为1：1：3的偶氮二异丁腈、过氧化苯乙酰、过氧化苯甲酰。
羟基磷灰石的粒径为60μm。
上述氧化铝生物玻璃的制备方法，包括以下步骤：将氧化钠、氧化钙、二氧化硅、氧化铝、交联剂、引发剂、羟基磷灰石加入坩埚中，于1400℃保温1h，然后转入退火炉内保温1h，慢慢冷却，即可。
退火炉内温度为100℃。
实施例2
氧化铝生物玻璃，包括以下重量份计的原料：氧化钠100份、氧化钙20份、二氧化硅50份、氧化铝20份、交联剂6份、引发剂10份、羟基磷灰石8份。
交联剂为质量比为5：2的二乙烯基苯、二异氰酸酯、对二乙烯基苯。
引发剂为质量比为1：4的偶氮二异丁腈、过氧化苯乙酰。
羟基磷灰石的粒径为100μm。
上述氧化铝生物玻璃的制备方法，包括以下步骤：
将氧化钠、氧化钙、二氧化硅、氧化铝、交联剂、引发剂、羟基磷灰石加入坩埚中，于1800℃保温2h，然后转入退火炉内保温2h，慢慢冷却，即可。
退火炉内温度为300℃。
实施例3
氧化铝生物玻璃，包括以下重量份计的原料：氧化钠90份、氧化钙15份、二氧化硅45份、氧化铝15份、交联剂5.5份、引发剂7份、羟基磷灰石5份。
交联剂为质量比为1：1的二乙烯基苯、对二乙烯基苯。
引发剂为质量比为2：1的过氧化苯乙酰、过氧化苯甲酰。
羟基磷灰石的粒径为80μm。
上述氧化铝生物玻璃的制备方法，包括以下步骤：
将氧化钠、氧化钙、二氧化硅、氧化铝、交联剂、引发剂、羟基磷灰石加入坩埚中，于1600℃保温1.5h，然后转入退火炉内保温1.5h，慢慢冷却，即可。
退火炉内温度为200℃。
实施例4
氧化铝生物玻璃，包括以下重量份计的原料：氧化钠90份、氧化钙12份、二氧化硅42份、氧化铝12份、交联剂5.2份、引发剂5份、羟基磷灰石7份。
交联剂为质量比为1：1：1的二乙烯基苯、二异氰酸酯、对二乙烯基苯。
引发剂为质量比为1：6的偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰。
羟基磷灰石的粒径为90μm。
上述氧化铝生物玻璃的制备方法，包括以下步骤：
将氧化钠、氧化钙、二氧化硅、氧化铝、交联剂、引发剂、羟基磷灰石加入坩埚中，于1700℃保温1.2h，然后转入退火炉内保温1.8h，慢慢冷却，即可。
退火炉内温度为180℃。
对比例1
与实施例1相同，不同在于，不加氧化铝。
性能测试：测定对比例1和实施例1～4的氧化铝生物玻璃的性能。
| 对比例1 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
| 密度（g/cm3） | 4.5 | 2.3 | 2.4 | 2.6 | 2.3 |
| 硬度（HV） | 500 | 700 | 720 | 710 | 715 |
| 压缩强度（MPa） | 560 | 1000 | 1020 | 990 | 1010 |
| 断裂韧性MPa·m1/2 | 1.2 | 2.7 | 2.9 | 3.2 | 2.8 |
| 弯曲强度（MPa） | 150 | 200 | 210 | 230 | 210 |
本发明氧化铝的加入，可以适当降低生物活性，提高氧化铝生物玻璃的断裂韧性，使断裂韧性达到2.7～3.2MPa·m1/2。
以上公开的仅为本申请的其中几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
Claims (6)
1.氧化铝生物玻璃，其特征在于，包括以下重量份计的原料：氧化钠80～100份、氧化钙10～20份、二氧化硅40～50份、氧化铝10～20份、交联剂5～6份、引发剂4～10份、羟基磷灰石2～8份。
2.根据权利要求1所述的氧化铝生物玻璃，其特征在于，交联剂为二乙烯基苯、二异氰酸酯或对二乙烯基苯中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的氧化铝生物玻璃，其特征在于，引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯乙酰或过氧化苯甲酰中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的氧化铝生物玻璃，其特征在于，羟基磷灰石的粒径为60～100μm。
5.基于权利要求1所述的氧化铝生物玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将氧化钠、氧化钙、二氧化硅、氧化铝、交联剂、引发剂、羟基磷灰石加入坩埚中，于1400～1800℃保温1～2h，然后转入退火炉内保温1～2h，慢慢冷却，即可。
6.根据权利要求5所述的氧化铝生物玻璃的制备方法，其特征在于，退火炉内温度为100～300℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510145595.4A CN104761148A (zh) | 2015-03-31 | 2015-03-31 | 氧化铝生物玻璃及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201510145595.4A CN104761148A (zh) | 2015-03-31 | 2015-03-31 | 氧化铝生物玻璃及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104761148A true CN104761148A (zh) | 2015-07-08 |
Family
ID=53643314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510145595.4A Pending CN104761148A (zh) | 2015-03-31 | 2015-03-31 | 氧化铝生物玻璃及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104761148A (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1251564A (zh) * | 1997-04-03 | 2000-04-26 | 康宁股份有限公司 | 透明磷灰石玻璃陶瓷 |
| KR20140098711A (ko) * | 2013-01-31 | 2014-08-08 | 전남대학교산학협력단 | 생체활성 색조 글라스, 이를 포함하는 치과용 임플란트 및 보철물 |
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2015
- 2015-03-31 CN CN201510145595.4A patent/CN104761148A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1251564A (zh) * | 1997-04-03 | 2000-04-26 | 康宁股份有限公司 | 透明磷灰石玻璃陶瓷 |
| KR20140098711A (ko) * | 2013-01-31 | 2014-08-08 | 전남대학교산학협력단 | 생체활성 색조 글라스, 이를 포함하는 치과용 임플란트 및 보철물 |
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