CN108129047A - 一种低温敏感磁性磷酸钙骨水泥的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种低温敏感磁性磷酸钙骨水泥的制备方法,利用溶胶‑凝胶法合成镧锶锰铁氧体磁性粉体;然后使用二氧化硅对镧锶锰铁氧体磁性粉体进行改性;再将改性后的镧锶锰铁氧体磁性粉体按一定比例与固相磷酸盐粉体复合,制得磁性骨水泥。本发明制得的磁性骨水泥,居里温度约70℃,磁生热能力强,磁热平衡的时间短,在保证热疗有效性的前提下,能够有效提高安全性;在342kHz,1×103A/m大小的交变磁场下,1‑3min左右即可以达到加热平衡,生热效果良好。
Description
技术领域
本发明涉及生物医用材料技术领域,具体涉及一种低温敏感磁性磷酸钙骨水泥的制备方法。
背景技术
骨水泥通常是由固相和液相调后固化而成,由于其在固化前先经历浆料阶段时,具有可注射性,利于开展微创手术,而固化前在面团期时又可以任意塑性,有利于临床植入临时赋形,因此,骨水泥在临床上很受欢迎,使用广泛。磷酸钙骨水泥由于其成分与组织相似,固化放热小,生物相容性更好,成为骨水泥发展的新一代,设计开发新型磷酸钙骨水泥是生物材料领域的热点。
磁性磷酸钙骨水泥可用作骨肿瘤切除后的植骨材料,一方面,其可以发挥骨修复功能,填充骨缺损,修复和增强肿瘤切除后的骨组织;另一方面,当暴露在交变磁场下时,磁性骨水泥的磁性功能相可以使材料吸收交变磁场的能量,通过磁滞发热等原理将磁场能量转化成热能,加热病变组织。利用肿瘤细胞比正常细胞对热更敏感的特点:正常细胞可以耐热到40多度的高温,而肿瘤细胞则在40多度的时候死亡,在加热时会选择性杀死或杀伤肿瘤细胞而不伤害正常细胞。这样通过磁热疗的方式,可以预防术后肿瘤的复发与转移,该法靶向定位准,副作用小,被誉为“绿色疗法”。特别是对于那些对放疗和化疗都不敏感的骨肿瘤的术后治疗,该法无疑带来了新的希望。日本Matsumine等人的临床试验表明,磁性磷酸钙骨水泥能够有效地预防术后骨肿瘤复发与转移。
而对于辅助骨肿瘤术后治疗的磁性骨水泥而言,预防其潜在的过热加热风险是一个呈待解决的问题。这是由于骨处于人体内部,检测温度相对较难,热疗时单凭经验以及病人的反应判断控制治疗条件难免会出现失误,一旦控制不好,加热温度过高,就会导致旁边正常的肌肉或神经等组织过度加热而坏死,这将对病人的病情雪上加霜,后果不堪设想。
对于磁性材料而言,会存在一个居里温度点,当温度高于此温度点时,材料的磁性消失,磁生热能力消失,而低于这个温度点时,材料的磁性恢复,磁生热能力回复。实际上磁性材料自己具有“温度开关”的功能。但目前在开发的磁性骨水泥时,大多都使用四氧化三铁作为磁性功能相,四氧化三铁虽然生物相容性好,磁生热能力强,但是其居里温度高达500℃以上,即理论上只有温度达到500℃时该类材料才能停止加热。所以,潜在的过热加热风险实在令人担忧。考虑到骨组织部位血管排布丰富,散热性能良好,而骨水泥是以块体形式使用,所以,为保证有效加热,居里温度设计到60-80℃比较合理。亦有开发使用低居里点的锰锌铁氧体作为磁性骨水泥磁性功能相的方法,但目前使用的纳米锰锌铁氧体的制备工艺复杂,条件控制苛刻,产量低,对于磁性骨水泥这种使用量较大的需求而言,成本相对较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种低温敏感磁性磷酸钙骨水泥的制备方法,制得的磁性骨水泥的居里温度约为70℃,在可防止人体组织加热的安全交变磁场下,能产生良好的磁生热效应,且升温速率较快。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案为:
一种低温敏感磁性磷酸钙骨水泥的制备方法,利用溶胶-凝胶法合成镧锶锰铁氧体磁性粉体;然后使用二氧化硅对镧锶锰铁氧体磁性粉体进行改性;再将改性后的镧锶锰铁氧体磁性粉体按一定比例与固相磷酸盐粉体复合,制得磁性骨水泥。
其中,合成镧锶锰铁氧体磁性粉体的工艺包括以下步骤:
(1)、称取硝酸溶液与三蒸水混合并搅拌,配制成浓度为0.1-0.2mol/L的硝酸溶液;
(2)、在配制的硝酸溶液中加入La2O3,50℃水浴加热搅拌,直至La2O3完全溶解,形成浓度为0.01-0.03mol/L的溶液A;
(3)、在N2气氛下向上述溶液A中加入Sr(NO3)2和Mn(NO3)2溶液,搅拌至固体溶解,形成均一透明的溶液B;其中,La、Sr、Mn摩尔比为3.3:2.2:8.8;
(4)、向溶液B中,按照6.2-6.6g/L的比例,加入聚乙二醇,搅拌,形成均一透明的溶液C;
(5)、向溶液C中加入柠檬酸,搅拌,形成均一透明的溶液D;其中,柠檬酸与步骤(2)添加的La2O3的摩尔比为20-25:3;
(6)、向溶液D中加入氨水,将其pH值调至3-4,并搅拌反应30min;
(7)、水浴加热并煅烧,得到镧锶锰铁氧体磁性粉体。其中,步骤(3)至(6)是均在50℃水浴加热条件下进行。
进一步地,步骤(3)中,Mn(NO3)2溶液的质量百分比浓度为49%。
进一步地,步骤(7)中,90℃水浴加热条件下,在N2气氛下继续加热10h,然后取出沉淀物并置于坩埚中,900℃煅烧3h,得到镧锶锰铁氧体磁性粉体。
其中,制备二氧化硅改性的镧锶锰铁氧体磁性粉体的工艺包括以下步骤:
(1)、按照1g:80-100mL的比例,依次称取镧锶锰铁氧体磁性粉体和乙醇,超声分散30min,制得悬浮液A;
(2)、58℃水浴加热搅拌条件下,向悬浮液A中加入水和正硅酸乙酯,搅拌均匀,形成悬浮液B;其中,水、正硅酸乙酯与步骤(1)中的镧锶锰铁氧体磁性粉体的比例关系为15-18mL:5-7mL:1g;
(3)、58℃水浴加热搅拌条件下,向悬浮液B中加入氨水,然后在此水浴条件下继续搅拌2h;抽滤,滤出的沉淀用三蒸水洗涤6次,乙醇洗涤2次后,70℃真空干燥12h,制得二氧化硅改性的镧锶锰铁氧体磁性粉体;其中,氨水与步骤(1)中的镧锶锰铁氧体磁性粉体的比例关系为4-6mL:1g。
其中,制备磁性骨水泥的工艺包括以下步骤:
步骤一、配制浓度为0.5 mol/L的柠檬酸溶液作为骨水泥液相,备用;
步骤二、按照摩尔比为1:1的比例称取β-磷酸三钙与Ca(H2PO4)2·H2O粉末,混合后研磨15min,制得固相磷酸盐粉体,备用;
步骤三、按照重量比为1:1-4的比例分别取改性后的镧锶锰铁氧体磁性粉与和步骤二制备的固相磷酸盐粉体,混合后研磨15min,制得骨水泥固相混合料,备用;
步骤四、按照每2.8-3.2g固相混合料需要1mL骨水泥液相的比例,向步骤三制备的骨水泥固相混合料加入步骤一的柠檬酸溶液,搅拌30-40s,得到均匀浆料,固化后即得磁性骨水泥。
本发明与现有技术相比,具有以下有益效果:
1、本发明制得的磁性骨水泥,居里温度约70℃,磁生热能力强,磁热平衡的时间短,在保证热疗有效性的前提下,能够有效提高安全性;在342kHz,1×103A/m大小的交变磁场下,1-3min左右即可以达到加热平衡,生热效果良好。
2、本发明制备镧锶锰铁氧体的工艺简单稳定,产量高,成本较低;
3、本发明与其他低温敏感的骨水泥磁性材料相比,磁性功能相含量较低,在保证材料生热,更有利于骨水泥骨修复性能的发挥。
附图说明
图1为实施例1至实施例3的固化时间和产品的宏观形貌图;
图2至图4依次为实施例1至实施例3的热红外成像图;
图5为实施例1至实施例3的MTT增殖图。
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,以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明利用溶胶-凝胶法合成的超微镧锶锰铁氧体磁性功能相,然后将镧锶锰铁氧体使用生物相容性好的二氧化硅进行改性,再将改性后的铁氧体功能相按一定比例与固相磷酸盐粉体复合,制备磁性骨水泥。
一种低温敏感磁性磷酸钙骨水泥的制备方法,利用溶胶-凝胶法合成镧锶锰铁氧体磁性粉体;然后使用二氧化硅对镧锶锰铁氧体磁性粉体进行改性;再将改性后的镧锶锰铁氧体磁性粉体按一定比例与固相磷酸盐粉体复合,制得磁性骨水泥。其中:
一、合成镧锶锰铁氧体磁性功能相及改性镧锶锰铁氧体磁性功能相的制备工艺包括以下步骤:
(1)、称取硝酸溶液与三蒸水混合并搅拌,配制成浓度为0.1-0.2mol/L的硝酸溶液;
(2)、在配制的硝酸溶液中加入La2O3,50℃水浴加热搅拌,直至La2O3完全溶解,形成浓度为0.01-0.03mol/L的溶液A;
(3)、在N2气氛下向上述溶液A中加入Sr(NO3)2和Mn(NO3)2溶液,搅拌至固体溶解,形成均一透明的溶液B;其中,Mn(NO3)2溶液的质量百分比浓度为49%。其中,La、Sr、Mn摩尔比为3.3:2.2:8.8。
(4)、向溶液B中,按照6.2-6.6g PEG6000:1L溶液B的比例,加入PEG6000,搅拌,形成均一透明的溶液C;
(5)、向溶液C中加入柠檬酸,搅拌,形成均一透明的溶液D;其中,柠檬酸与步骤(2)添加的La2O3的摩尔比为20-25:3;
(6)、向溶液D中加入氨水,将其pH值调至3-4,并搅拌反应30min;
(7)、90℃水浴加热条件下,在N2气氛下继续加热10h,然后取出沉淀物并置于坩埚中,900℃煅烧3h,得到黑色的镧锶锰铁氧体磁性粉体。
(8)、按照1g:80-100mL的比例,依次称取镧锶锰铁氧体磁性粉体和乙醇,超声分散30min,制得悬浮液A;
(9)、58℃水浴加热搅拌条件下,向悬浮液A中加入水和TEOS,搅拌均匀,形成悬浮液B;其中,水、正硅酸乙酯与步骤(8)中的镧锶锰铁氧体磁性粉体的比例关系为15-18mL:5-7mL:1g;
(10)、58℃水浴加热搅拌条件下,向悬浮液B中加入氨水,然后在此水浴条件下继续搅拌2h;抽滤,滤出的沉淀用三蒸水洗涤6次,乙醇洗涤2次后,70℃真空干燥12h,制得二氧化硅改性的镧锶锰铁氧体磁性粉体。其中,氨水与步骤(8)中的镧锶锰铁氧体磁性粉体的比例关系为4-6mL:1g。
二、制备磁性骨水泥的工艺包括以下步骤:
(1)、配制浓度为0.5mol/L的柠檬酸溶液作为骨水泥液相,备用;
(2)、按照摩尔比为1:1的比例称取β-磷酸三钙与Ca(H2PO4)2·H2O粉末,混合后放入研钵内研磨15min,制得固相磷酸盐粉体,备用;其中,β-磷酸三钙与Ca(H2PO4)2·H2O粉末均为过200目筛;
(3)、按照重量比为1:1-4的比例分别取改性后的镧锶锰铁氧体磁性粉与步骤二制备的固相磷酸盐粉体,混合后研磨15min,制得骨水泥固相混合料,备用;
(4)、按照每2.8-3.2g固相混合料需要1mL骨水泥液相的比例,向步骤三制备的骨水泥固相混合料加入步骤一的柠檬酸溶液,使用不锈钢刀调拌30-40s,得到均匀浆料,固化后即得磁性骨水泥。
实施例1
一种低温敏感磁性磷酸钙骨水泥的制备方法,包括以下步骤:
一、合成镧锶锰铁氧体磁性功能相及改性镧锶锰铁氧体磁性功能相的制备工艺包括以下步骤:
(1)、称取硝酸溶液与三蒸水混合并搅拌,配制成浓度为0.1mol/L的硝酸溶液;
(2)、在配制的硝酸溶液中加入La2O3,50℃水浴加热搅拌,直至La2O3完全溶解,形成浓度为0.01mol/L的溶液A;
(3)、在N2气氛下向上述溶液A中加入Sr(NO3)2和Mn(NO3)2溶液,搅拌至固体溶解,形成均一透明的溶液B;其中,Mn(NO3)2溶液的质量百分比浓度为49%。其中,La、Sr、Mn摩尔比为3.3:2.2:8.8。
(4)、向溶液B中,按照6.2g PEG6000:1L溶液B的比例,加入PEG6000,搅拌,形成均一透明的溶液C;
(5)、向溶液C中加入柠檬酸,搅拌,形成均一透明的溶液D;其中,柠檬酸与步骤(2)添加的La2O3的摩尔比为20:3;
(6)、向溶液D中加入氨水,将其pH值调至3-4,并搅拌反应30min;步骤(3)至(6)是均在50℃水浴加热条件下进行;
(7)、90℃水浴加热条件下,在N2气氛下继续加热10h,然后取出沉淀物并置于坩埚中,900℃煅烧3h,得到黑色的镧锶锰铁氧体磁性粉体。
(8)、按照1g:80mL的比例,依次称取镧锶锰铁氧体磁性粉体和乙醇,超声分散30min,制得悬浮液A;
(9)、58℃水浴加热搅拌条件下,向悬浮液A中加入水和TEOS,搅拌均匀,形成悬浮液B;其中,水、正硅酸乙酯与步骤(8)中的镧锶锰铁氧体磁性粉体的比例关系为15mL:5mL:1g;
(10)、58℃水浴加热搅拌条件下,向悬浮液B中加入氨水,然后在此水浴条件下继续搅拌2h;抽滤,滤出的沉淀用三蒸水洗涤6次,乙醇洗涤2次后,70℃真空干燥12h,制得二氧化硅改性的镧锶锰铁氧体磁性粉体。其中,氨水与步骤(8)中的镧锶锰铁氧体磁性粉体的比例关系为4mL:1g。
二、制备磁性骨水泥的工艺包括以下步骤:
(1)、配制浓度为0.5mol/L的柠檬酸溶液作为骨水泥液相,备用;
(2)、按照摩尔比为1:1的比例称取β-磷酸三钙与Ca(H2PO4)2·H2O粉末,混合后放入研钵内研磨15min,制得固相磷酸盐粉体,备用;其中,β-磷酸三钙与Ca(H2PO4)2·H2O粉末均为过200目筛;
(3)、按照重量比为1:3.5的比例分别取改性后的镧锶锰铁氧体磁性粉与步骤二制备的固相磷酸盐粉体,混合后研磨15min,制得骨水泥固相混合料,备用;
(4)、按照每2.8g固相混合料需要1mL骨水泥液相的比例,向步骤三制备的骨水泥固相混合料加入步骤一的柠檬酸溶液,使用不锈钢刀调拌30-40s,得到均匀浆料,固化后即得磁性骨水泥。
实施例2
一种低温敏感磁性磷酸钙骨水泥的制备方法,包括以下步骤:
一、合成镧锶锰铁氧体磁性功能相及改性镧锶锰铁氧体磁性功能相的制备工艺包括以下步骤:
(1)、称取硝酸溶液与三蒸水混合并搅拌,配制成浓度为0.17mol/L的硝酸溶液;
(2)、在配制的硝酸溶液中加入La2O3,50℃水浴加热搅拌,直至La2O3完全溶解,形成浓度为0.02mol/L的溶液A;
(3)、在N2气氛下向上述溶液A中加入Sr(NO3)2和Mn(NO3)2溶液,搅拌至固体溶解,形成均一透明的溶液B;其中,Mn(NO3)2溶液的质量百分比浓度为49%。其中,La、Sr、Mn摩尔比为3.3:2.2:8.8。
(4)、向溶液B中,按照6.5g PEG6000:1L溶液B的比例,加入PEG6000,搅拌,形成均一透明的溶液C;
(5)、向溶液C中加入柠檬酸,搅拌,形成均一透明的溶液D;其中,柠檬酸与步骤(2)添加的La2O3的摩尔比为23:3;
(6)、向溶液D中加入氨水,将其pH值调至3-4,并搅拌反应30min;步骤(3)至(6)是均在50℃水浴加热条件下进行;
(7)、90℃水浴加热条件下,在N2气氛下继续加热10h,然后取出沉淀物并置于坩埚中,900℃煅烧3h,得到黑色的镧锶锰铁氧体磁性粉体。
(8)、按照1g:90mL的比例,依次称取镧锶锰铁氧体磁性粉体和乙醇,超声分散30min,制得悬浮液A;
(9)、58℃水浴加热搅拌条件下,向悬浮液A中加入水和TEOS,搅拌均匀,形成悬浮液B;其中,水、正硅酸乙酯与步骤(8)中的镧锶锰铁氧体磁性粉体的比例关系为16mL:6mL:1g;
(10)、58℃水浴加热搅拌条件下,向悬浮液B中加入氨水,然后在此水浴条件下继续搅拌2h;抽滤,滤出的沉淀用三蒸水洗涤6次,乙醇洗涤2次后,70℃真空干燥12h,制得二氧化硅改性的镧锶锰铁氧体磁性粉体。其中,氨水与步骤(8)中的镧锶锰铁氧体磁性粉体的比例关系为4.5mL:1g。
二、制备磁性骨水泥的工艺包括以下步骤:
(1)、配制浓度为0.5mol/L的柠檬酸溶液作为骨水泥液相,备用;
(2)、按照摩尔比为1:1的比例称取β-磷酸三钙与Ca(H2PO4)2·H2O粉末,混合后放入研钵内研磨15min,制得固相磷酸盐粉体,备用;其中,β-磷酸三钙与Ca(H2PO4)2·H2O粉末均为过200目筛;
(3)、按照重量比为1:2的比例分别取改性后的镧锶锰铁氧体磁性粉与步骤二制备的固相磷酸盐粉体,混合后研磨15min,制得骨水泥固相混合料,备用;
(4)、按照每3.0g固相混合料需要1mL骨水泥液相的比例,向步骤三制备的骨水泥固相混合料加入步骤一的柠檬酸溶液,使用不锈钢刀调拌30-40s,得到均匀浆料,固化后即得磁性骨水泥。
实施例3
一种低温敏感磁性磷酸钙骨水泥的制备方法,包括以下步骤:
一、合成镧锶锰铁氧体磁性功能相及改性镧锶锰铁氧体磁性功能相的制备工艺包括以下步骤:
(1)、称取硝酸溶液与三蒸水混合并搅拌,配制成浓度为0.2mol/L的硝酸溶液;
(2)、在配制的硝酸溶液中加入La2O3,50℃水浴加热搅拌,直至La2O3完全溶解,形成浓度为0.03mol/L的溶液A;
(3)、在N2气氛下向上述溶液A中加入Sr(NO3)2和Mn(NO3)2溶液,搅拌至固体溶解,形成均一透明的溶液B;其中,Mn(NO3)2溶液的质量百分比浓度为49%。其中,La、Sr、Mn摩尔比为3.3:2.2:8.8。
(4)、向溶液B中,按照6.6g PEG6000:1L溶液B的比例,加入PEG6000,搅拌,形成均一透明的溶液C;
(5)、向溶液C中加入柠檬酸,搅拌,形成均一透明的溶液D;其中,柠檬酸与步骤(2)添加的La2O3的摩尔比为25:3;
(6)、向溶液D中加入氨水,将其pH值调至3-4,并搅拌反应30min;步骤(3)至(6)是均在50℃水浴加热条件下进行;
(7)、90℃水浴加热条件下,在N2气氛下继续加热10h,然后取出沉淀物并置于坩埚中,900℃煅烧3h,得到黑色的镧锶锰铁氧体磁性粉体。
(8)、按照1g:100mL的比例,依次称取镧锶锰铁氧体磁性粉体和乙醇,超声分散30min,制得悬浮液A;
(9)、58℃水浴加热搅拌条件下,向悬浮液A中加入水和TEOS,搅拌均匀,形成悬浮液B;其中,水、正硅酸乙酯与步骤(8)中的镧锶锰铁氧体磁性粉体的比例关系为18mL:7mL:1g;
(10)、58℃水浴加热搅拌条件下,向悬浮液B中加入氨水,然后在此水浴条件下继续搅拌2h;抽滤,滤出的沉淀用三蒸水洗涤6次,乙醇洗涤2次后,70℃真空干燥12h,制得二氧化硅改性的镧锶锰铁氧体磁性粉体。其中,氨水与步骤(8)中的镧锶锰铁氧体磁性粉体的比例关系为6mL:1g。
二、制备磁性骨水泥的工艺包括以下步骤:
(1)、配制浓度为0.5mol/L的柠檬酸溶液作为骨水泥液相,备用;
(2)、按照摩尔比为1:1的比例称取β-磷酸三钙与Ca(H2PO4)2·H2O粉末,混合后放入研钵内研磨15min,制得固相磷酸盐粉体,备用;其中,β-磷酸三钙与Ca(H2PO4)2·H2O粉末均为过200目筛;
(3)、按照重量比为1:1的比例分别取改性后的镧锶锰铁氧体磁性粉与步骤二制备的固相磷酸盐粉体,混合后研磨15min,制得骨水泥固相混合料,备用;
(4)、按照每3.2g固相混合料需要1mL骨水泥液相的比例,向步骤三制备的骨水泥固相混合料加入步骤一的柠檬酸溶液,使用不锈钢刀调拌30-40s,得到均匀浆料,固化后即得磁性骨水泥。
将实施例1-实施例3制得的产品进行检测,检测指标如下:
(1)固化时间
将实施例1-实施例3制得的产品置于相对湿度100%,23℃室温下,400N负荷下,将一个针尖直径为1mm的不锈钢针扎水泥柱面,至负载停止下移为水泥固化时间。每个实施例取5个试样,求平均值,各实施案例的固化时间和宏观形貌图见图1。
(2)磁热性能测试
将实施例1-实施例3制得的产品做成直径为9mm厚度为3毫米的小片,待产品固化1d后,将块体产品放入玻璃表面皿中,暴露在342kHz,1×103A/m大小的交变磁场下,待约1-2min后,达到热平衡后,使用热红外成像仪拍摄其热成像图片,实验结果见图2至图4。
各图中中间高亮区域为材料,可见达到热平衡后材料几乎都接近70℃不再升温,实现了较好的温度敏感性。而材料周围5mm的范围都是高于40℃的有效温度。
(3)细胞毒性检测
将实施例1-实施例3制得的产品在纯水中浸泡24h,然后烘干,按照国标GB16886.5-200方法采用细胞浸提液法进行细胞实验。所用细胞为VX2细胞,在490nm测吸光度值,每案例的材料每时间点5个平行样。实验结果见图5,经分析:实施例1、实施例2和实施例3均无细胞毒性。
实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。本工艺中的磁性功能相含量最低可低至20%,还能保证材料生热,含量更低,更有利于骨水泥骨修复性能的发挥。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种低温敏感磁性磷酸钙骨水泥的制备方法,其特征在于:利用溶胶-凝胶法合成镧锶锰铁氧体磁性粉体;然后使用二氧化硅对镧锶锰铁氧体磁性粉体进行改性;再将改性后的镧锶锰铁氧体磁性粉体按一定比例与固相磷酸盐粉体复合,制得磁性骨水泥。
2.根据权利要求1所述的一种低温敏感磁性磷酸钙骨水泥的制备方法,其特征在于:合成镧锶锰铁氧体磁性粉体的工艺包括以下步骤:
(1)、称取硝酸溶液与三蒸水混合并搅拌,配制成浓度为0.1-0.2mol/L的硝酸溶液;
(2)、在配制的硝酸溶液中加入La2O3,50℃水浴加热搅拌,直至La2O3完全溶解,形成浓度为0.01-0.03mol/L的溶液A;
(3)、在N2气氛下向上述溶液A中加入Sr(NO3)2和Mn(NO3)2溶液,搅拌至固体溶解,形成均一透明的溶液B;其中,La、Sr、Mn摩尔比为3.3:2.2:8.8;
(4)、向溶液B中,按照6.2-6.6g/L的比例,加入聚乙二醇粉末,搅拌,形成均一透明的溶液C;
(5)、向溶液C中加入柠檬酸,搅拌,形成均一透明的溶液D;其中,柠檬酸与步骤(2)添加的La2O3的摩尔比为20-25:3;
(6)、向溶液D中加入氨水,将其pH值调至3-4,并搅拌反应30min;
(7)、水浴加热并煅烧,得到镧锶锰铁氧体磁性粉体。
3.根据权利要求2所述的一种低温敏感磁性磷酸钙骨水泥的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,Mn(NO3)2溶液的质量百分比浓度为49%。
4.根据权利要求2所述的一种低温敏感磁性磷酸钙骨水泥的制备方法,其特征在于:步骤(7)中,90℃水浴加热条件下,在N2气氛下继续加热10h,然后取出沉淀物并置于坩埚中,900℃煅烧3h,得到镧锶锰铁氧体磁性粉体。
5.根据权利要求1所述的一种低温敏感磁性磷酸钙骨水泥的制备方法,其特征在于:制备二氧化硅改性的镧锶锰铁氧体磁性粉体的工艺包括以下步骤:
(1)、按照1g:80-100mL的比例,依次称取镧锶锰铁氧体磁性粉体和乙醇,超声分散30min,制得悬浮液A;
(2)、58℃水浴加热搅拌条件下,向悬浮液A中加入水和正硅酸乙酯,搅拌均匀,形成悬浮液B;其中,水、正硅酸乙酯与步骤(1)中的镧锶锰铁氧体磁性粉体的比例关系为15-18mL:5-7mL:1g;
(3)、58℃水浴加热搅拌条件下,向悬浮液B中加入氨水,然后在此水浴条件下继续搅拌2h;抽滤,滤出的沉淀用三蒸水洗涤6次,乙醇洗涤2次后,70℃真空干燥12h,制得二氧化硅改性的镧锶锰铁氧体磁性粉体;其中,氨水与步骤(1)中的镧锶锰铁氧体磁性粉体的比例关系为4-6mL:1g。
6.根据权利要求1所述的一种低温敏感磁性磷酸钙骨水泥的制备方法,其特征在于:制备磁性骨水泥的工艺包括以下步骤:
步骤一、配制浓度为0.5mol/L的柠檬酸溶液作为骨水泥液相,备用;
步骤二、按照摩尔比为1:1的比例称取β-磷酸三钙与Ca(H2PO4)2·H2O粉末,混合后研磨15min,制得固相磷酸盐粉体,备用;
步骤三、按照重量比为1:1-4的比例分别取改性后的镧锶锰铁氧体磁性粉与和步骤二制备的固相磷酸盐粉体,混合后研磨15min,制得骨水泥固相混合料,备用;
步骤四、按照每2.8-3.2g固相混合料需要1mL骨水泥液相的比例,向步骤三制备的骨水泥固相混合料加入步骤一的柠檬酸溶液,搅拌30-40s,得到均匀浆料,固化后即得磁性骨水泥。
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