RU2508132C1 - Method of making calcium-phosphate glass fibre materials - Google Patents

Method of making calcium-phosphate glass fibre materials Download PDF

Info

Publication number
RU2508132C1
RU2508132C1 RU2013101217/15A RU2013101217A RU2508132C1 RU 2508132 C1 RU2508132 C1 RU 2508132C1 RU 2013101217/15 A RU2013101217/15 A RU 2013101217/15A RU 2013101217 A RU2013101217 A RU 2013101217A RU 2508132 C1 RU2508132 C1 RU 2508132C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
calcium
sodium
ceramics
compounds
porous
Prior art date
Application number
RU2013101217/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Азарьевич Медков
Дина Николаевна Грищенко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН)
Priority to RU2013101217/15A priority Critical patent/RU2508132C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2508132C1 publication Critical patent/RU2508132C1/en

Links

Landscapes

  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to medicine. Proposed method can be used in stomatology and orthopedics for production of medical materials stimulating recovery of bone tissue defects, for making dental stopping and dental pastes. It comprises preparation of mix containing compounds of calcium, phosphorus, silicon and sodium, impregnation of bioinertial incombustible porous matrix with made mix, matrix is composed of ceramics from aluminium or zirconium oxides followed by calcination. Note here that silicon compound represents tetraethoxysilane. Note also that phosphoric acid ether is used as phosphorus compound. Calcium and sodium compounds are represented by their carboxylates in polar organic solvent. This method includes making the thin layers on more strong bioinertial porous ceramics. Note also that said process involves no special complicated equipment and expensive reagents.
EFFECT: production of glass ceramics directly from solution omitting sol preparation stage, simplified and accelerated process.
7 cl, 5 ex

Description

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к получению биосовместимых имплантатов на основе фосфатов кальция, и может быть использовано в медицине, а именно в стоматологии и ортопедии.The invention relates to medical equipment, in particular to the production of biocompatible implants based on calcium phosphates, and can be used in medicine, namely in dentistry and orthopedics.

Среди материалов для костных имплантатов особое место занимают биостекла, которые в настоящее время находят применение в ортопедии, стоматологии и челюстно-лицевой хирургии. Однако возможности непосредственного имплантирования конструкции, изготовленной из биоактивного керамического материала, для реконструкции органа с поврежденной костной тканью весьма ограничены. Причина состоит в низких показателях механической прочности, в том числе усталостной, и трещиностойкости биокерамики, биостекол и биоситаллов, которые существенно, в 10-100 раз ниже, чем у естественной костной ткани.Among the materials for bone implants, a special place is occupied by bioglasses, which are currently used in orthopedics, dentistry and maxillofacial surgery. However, the possibilities of direct implantation of a structure made of bioactive ceramic material for the reconstruction of an organ with damaged bone tissue are very limited. The reason is the low rates of mechanical strength, including fatigue, and fracture toughness of bioceramics, bio-glasses and bio-metals, which are significantly 10-100 times lower than that of natural bone tissue.

В отличие от кальций-фосфатной керамики гораздо более прочной является пористая керамика из оксидов алюминия или циркония. В то же время эта керамика является биоинертной, что не позволяет использовать ее в качестве имплантатов.In contrast to calcium phosphate ceramics, porous ceramics made of alumina or zirconium are much more durable. At the same time, this ceramic is bioinert, which does not allow its use as implants.

Известны способы получения биостекла в виде пористой керамики на основе фосфатов кальция. Пористую керамику получают в основном методом выгорающих добавок (в качестве которых используют муку, желатин, коллаген, хитозан и др.), пропиткой и последующим обжигом органических (полиуретановых) губок, либо вспениванием, например, при введении пероксида водорода.Known methods for producing bioglass in the form of porous ceramics based on calcium phosphates. Porous ceramics are obtained mainly by the method of burnable additives (which are used as flour, gelatin, collagen, chitosan, etc.), by impregnation and subsequent firing of organic (polyurethane) sponges, or by foaming, for example, with the introduction of hydrogen peroxide.

При этом пористость, например, при использовании додецил-бензолсульфоната натрия достигает до 50-60%, а в случае глицина или агар-агара - порядка 80%. С использованием выгорающей добавки (например, муки) с размером частиц 40-200 мкм, вводимой в количестве 37 масс.%, удалось получить кальций-фосфатную керамику с объемным содержанием пор до 46%. В качестве выгорающих добавок используют также полимеры - желатин, коллаген, хитозан и др., при этом открытая пористость достигает 85%. Также используют коралл (основное вещество СаСО3), который в ходе гидротермальной обработки при 250°С в течение 24-48 ч переходит в гидроксиапатит, сохраняя исходную микроструктуру и открытую пористость. Пористая керамика имеет предел прочности при изгибе 2-11 МПа, что в два-три раза меньше необходимых значений, причем с увеличением пористости прочность материала резко снижается [Баринов С.М., Комлев B.C. Биокерамика на основе фосфатов кальция. - М.: Наука, 2005. - 204 с. - ISBN 5-02-033724-2].Moreover, porosity, for example, when using sodium dodecylbenzenesulfonate reaches up to 50-60%, and in the case of glycine or agar-agar - about 80%. Using a burnable additive (e.g. flour) with a particle size of 40-200 μm, introduced in an amount of 37 wt.%, It was possible to obtain calcium phosphate ceramics with a pore volume content of up to 46%. Polymers such as gelatin, collagen, chitosan, etc. are also used as burnable additives, while the open porosity reaches 85%. Coral (the main substance of CaCO 3 ) is also used, which during hydrothermal treatment at 250 ° C for 24-48 hours passes into hydroxyapatite, preserving the original microstructure and open porosity. Porous ceramics have a bending strength of 2-11 MPa, which is two to three times less than the required values, and with increasing porosity, the strength of the material decreases sharply [Barinov SM, Komlev BC Bioceramics based on calcium phosphates. - M .: Nauka, 2005 .-- 204 p. - ISBN 5-02-033724-2].

Известен способ получения пористого стеклокристаллического биоактивного материала, включающий изготовление полусухой массы из порошка кальций-фосфатного стекла состава (мол.%): P2O5 - 39,10, СаО - 43,50, Al2O3 - 4,35, В2О3 - 4,35, TiO2 - 4,35, ZrO2 - 4,35 в 1% водном растворе поливинилового спирта, формование заготовок прессованием под давлением 2,5 МПа, обжиг заготовок в изотермических условиях при температуре 950°С в течение 1 часа [Бучилин Н.В., Строганова Е.Е. Спеченные стеклокристаллические материалы на основе кальций-фосфатных стекол. // Стекло и керамика. - 2008. №8 - С.8-11].A known method of producing a porous glassy crystalline bioactive material, including the manufacture of a semi-dry mass of calcium phosphate glass powder composition (mol.%): P 2 O 5 - 39.10, CaO - 43.50, Al 2 O 3 - 4.35, 2 O 3 - 4.35, TiO 2 - 4.35, ZrO 2 - 4.35 in a 1% aqueous solution of polyvinyl alcohol, molding blanks by pressing under a pressure of 2.5 MPa, firing blanks in isothermal conditions at a temperature of 950 ° C in within 1 hour [Buchilin N.V., Stroganova E.E. Sintered glass-crystalline materials based on calcium phosphate glasses. // Glass and ceramics. - 2008. No. 8 - S.8-11].

Недостатком способа является неудовлетворительная прочность получаемой пористой стеклокерамики.The disadvantage of this method is the unsatisfactory strength of the resulting porous glass ceramics.

Известен способ формирования пористой стеклянной подложки, включающий следующие стадии: плавление смеси, состоящей в основном из 40-60% SiO2, 5-30% Na2O, 10-35% СаО и до 12% Р2О5 при температуре 1350°С, охлаждение, измельчение полученного стекла и формирование пористой стеклянной подложки путем смешивания порошка с пенообразователем и горячего прессования порошка и пенообразователя в вакууме [пат. США №5676720, опубл. 14.10.1997].A known method of forming a porous glass substrate, comprising the following stages: melting a mixture consisting mainly of 40-60% SiO 2 , 5-30% Na 2 O, 10-35% CaO and up to 12% P 2 O 5 at a temperature of 1350 ° C, cooling, grinding the resulting glass and forming a porous glass substrate by mixing the powder with a foaming agent and hot pressing the powder and the foaming agent in vacuum [US Pat. US No. 5676720, publ. 10/14/1997].

К недостаткам этого способа относятся высокая температура варки стекла, многостадийность и недостаточная прочность получаемой пористой стеклокерамики.The disadvantages of this method include the high temperature of glass melting, multi-stage and insufficient strength of the resulting porous glass ceramics.

В качестве наиболее близкого аналога выбран способ получения биостекла 45S5, содержащего кальций, фосфор, натрий и кремний [Junmin Qian, Yahong Kang, Zilin Wei, Wei Zhang. Fabrication and characterization of biomorphic 45S5 bioglass scaffold from sugarcane. Materials Science and Engineering: 2009. v.29. №4. pp.1361-1364]. Способ осуществляют следующим образом: тетра-этоксисилан и триэтилфосфат смешивают с 1-молярным раствором азотной кислоты и в течение 60 минут осуществляют гидролиз при перемешивании. Затем к смеси постепенно добавляют нитраты кальция и натрия. После 6-часового перемешивания получают прозрачную жидкость. Для созревания золя смесь выдерживают 5 дней в запаянном контейнере. В результате получают золь с содержанием твердой фазы 35%. Этим золем пропитывают крупнопористый материал из сахарного тростника (с диаметром пор ~ 10 мкм), который в дальнейшем подвергают термообработке при 1030°С. При этом тростниковая матрица выгорает и образуется пористый стеклокерамический материал.As the closest analogue, the method of obtaining bioglass 45S5 containing calcium, phosphorus, sodium and silicon [Junmin Qian, Yahong Kang, Zilin Wei, Wei Zhang. Fabrication and characterization of biomorphic 45S5 bioglass scaffold from sugarcane. Materials Science and Engineering: 2009. v.29. Number 4. pp.1361-1364]. The method is as follows: tetra-ethoxysilane and triethyl phosphate are mixed with a 1 molar solution of nitric acid and hydrolysis is carried out for 60 minutes with stirring. Then, calcium and sodium nitrates are gradually added to the mixture. After stirring for 6 hours, a clear liquid is obtained. To mature the sol, the mixture is kept for 5 days in a sealed container. The result is a sol with a solids content of 35%. This sol is impregnated with large-porous sugarcane material (with a pore diameter of ~ 10 μm), which is subsequently subjected to heat treatment at 1030 ° C. In this case, the reed matrix burns out and a porous glass-ceramic material is formed.

К недостаткам способа относятся многостадийность, длительность процесса и недостаточная прочность получаемой стеклокерамики.The disadvantages of the method include multi-stage, the duration of the process and the insufficient strength of the resulting glass ceramics.

Задачей заявляемого изобретения является упрощение способа получения пористой кальций-фосфатной стеклокерамики за счет сокращения времени и числа стадий, а также повышение прочности получаемых материалов путем создания биоактивных слоев, повторяющих форму пор, на более прочных пористых биоинертных имплантатах.The objective of the invention is to simplify the method of obtaining porous calcium phosphate glass ceramics by reducing the time and number of stages, as well as increasing the strength of the materials obtained by creating bioactive layers that repeat the shape of the pores on more durable porous bioinert implants.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения кальций-фосфатных стеклокерамических материалов, включающем приготовление смеси, содержащей соединения кальция, фосфора, кремния и натрия, пропитку полученной смесью биоинертной пористой матрицы с последующим прокаливанием, при этом в качестве соединения кремния используют тетраэтоксисилан, в качестве соединения фосфора используют эфир фосфорной кислоты, в отличие от известного способа, в качестве соединений кальция и натрия используют их карбоксилаты в полярном органическом растворителе, в качестве биоинертной матрицы используют невыгорающую пористую матрицу, а прокаливание после пропитки ведут при температуре 1000-1200°С.The problem is solved in that in the method for producing calcium phosphate glass-ceramic materials, which includes preparing a mixture containing compounds of calcium, phosphorus, silicon and sodium, impregnating the obtained mixture with a bioinert porous matrix, followed by calcination, while tetraethoxysilane is used as the silicon compound, as phosphorus compounds use phosphoric acid ester, in contrast to the known method, their carboxylates in polar organic are used as calcium and sodium compounds solvent as used bioinert matrix nevygorayuschuyu porous matrix after impregnation and calcination is carried out at a temperature of 1000-1200 ° C.

При этом приготовление раствора для пропитки биоинертной керамики ведут при нагревании до полного растворения соединений кальция, фосфора, кремния и натрия, в качестве карбоксилатов кальция и натрия используют их олеаты, в качестве полярного органического растворителя используют, например, скипидар или бензол, в качестве эфира фосфорной кислоты используют, например, триэтилфосфат или трибутилфосфат, в качестве невыгорающей пористой матрицы используют прочную керамику из оксидов алюминия или циркония, перед прокаливанием пропитанную раствором пористую матрицу нагревают до 200-250°С для удаления избытка растворителя.In this case, the preparation of a solution for impregnation of bioinert ceramics is carried out by heating to complete dissolution of the compounds of calcium, phosphorus, silicon and sodium, their oleates are used as calcium and sodium carboxylates, for example, turpentine or benzene are used as a polar organic solvent, and phosphoric ether is used acids use, for example, triethyl phosphate or tributyl phosphate; as a non-burning porous matrix, durable ceramics from aluminum or zirconium oxides are used, impregnated before calcination the solution, the porous matrix is heated to 200-250 ° C to remove excess solvent.

В общем случае способ осуществляют следующим образом.In the General case, the method is as follows.

Компоненты стекла в виде олеата кальция и олеата натрия в заданном соотношении растворяют в полярном органическом растворителе. В полученный раствор добавляют в заданном соотношении триэтилфосфат или трибутилфосфат, тетраэтоксисилан и нагревают до 160-180°С до полного растворения всех компонентов. Для получения биоактивных имплантатов полученным раствором пропитывают пористые биоинертные имплантаты с последующим нагреванием при 200-250°С для удаления избытка растворителя и прокаливают при температуре 1000-1200°С. При этом происходит формирование на пористых биоинертных имплантатах тонких биоактивных кальций-фосфатных стеклокерамических слоев, повторяющих форму пор.The glass components in the form of calcium oleate and sodium oleate in a predetermined ratio are dissolved in a polar organic solvent. Triethyl phosphate or tributyl phosphate, tetraethoxysilane are added to the resulting solution in a predetermined ratio and heated to 160-180 ° C until all components are completely dissolved. To obtain bioactive implants, the porous bioinert implants are impregnated with the resulting solution, followed by heating at 200-250 ° C to remove excess solvent and calcined at a temperature of 1000-1200 ° C. In this case, the formation of thin bioactive calcium-phosphate glass-ceramic layers repeating the shape of pores on porous bioinert implants.

Проведение высокотемпературной обработки промежуточного продукта в указанном интервале температур обусловлено тем, что в этих условиях обеспечивается полное сгорание органического вещества и образование стеклокерамической фазы целевого продукта, в связи с чем повышение температуры выше 1200°С экономически нецелесообразно. Экспериментально установлено, что время термообработки остатка, полученного после отгонки растворителя, при температуре 1000-1200°С составляет не более 1 часа.The high-temperature processing of the intermediate product in the indicated temperature range is due to the fact that under these conditions, complete combustion of the organic substance and the formation of the glass-ceramic phase of the target product are ensured, and therefore, raising the temperature above 1200 ° C is not economically feasible. It was experimentally established that the heat treatment time of the residue obtained after distillation of the solvent at a temperature of 1000-1200 ° C is not more than 1 hour.

Благодаря использованию более прочной (по сравнению с известной пористой матрицей) невыгорающей керамической пористой биоинертной матрицы из оксидов алюминия или циркония, пропитанных полученным раствором, содержащим компоненты стекла: тетраэтоксисилана, триэтилфосфата или трибутилфосфата и карбоксилатов кальция и натрия в полярном органическом растворителе, на пористой матрице непосредственно из раствора (а не из золя) формируются тонкие кальций-фосфатные слои, повторяющие форму пор. В результате получаются биосовместмые кальций-фосфатные материалы.Due to the use of a stronger (compared to the known porous matrix) non-fading ceramic porous bioinert matrix of aluminum or zirconium oxides impregnated with the obtained solution containing glass components: tetraethoxysilane, triethyl phosphate or tributyl phosphate and calcium and sodium carboxylates in the polar organic solvent directly on the porous organic matrix, thin calcium-phosphate layers are formed from the solution (and not from the sol), repeating the shape of the pores. The result is biocompatible calcium phosphate materials.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является достижение возможности получения биоактивной стеклокерамики не из золя, а непосредственно из раствора, легко проникающего в поры матрицы, минуя стадию образования золя, что позволяет формировать на прочных пористых биоинертных имплантатах биоактивные кальций-фосфатные слои, повторяющие форму пор, что существенно упрощает способ и сокращает время процесса. При этом осуществление процесса не требует сложного специального оборудования и дорогостоящих реагентов.The technical result of the invention is the achievement of the possibility of obtaining bioactive glass ceramics not from sol, but directly from a solution that easily penetrates the pores of the matrix, bypassing the stage of sol formation, which allows the formation of bioactive calcium phosphate layers on durable porous bioinert implants, which repeat the shape of the pores, which is essential simplifies the method and reduces the process time. Moreover, the implementation of the process does not require sophisticated special equipment and expensive reagents.

Возможность осуществления заявляемого изобретения подтверждается следующими примерами.The possibility of carrying out the claimed invention is confirmed by the following examples.

Пример 1. В 20 мл скипидара при нагревании растворяют 1,1 г олеата кальция, 1,0 г олеата натрия, добавляют 0,1 мл трибутилфосфата и 0,7 мл тетраэтоксисилана. Нагревание ведут при температуре 180°С до полного растворения всех компонентов. Этим раствором пропитывают пористую биоинертную керамику из оксида алюминия. Пропитанную керамику сначала нагревают до 200-250°С для удаления избытка скипидара, а затем прокаливают при температуре 1100°С в течение 1 часа. В результате получают биоактивную керамику с тонким биоактивным покрытием, отвечающим составу кальций-фосфатной стеклокерамики, содержащей, в %: P2O5 - 6, СаО - 24,5, Na2O - 24,5, SiO2 - 45,0.Example 1. 1.1 g of calcium oleate, 1.0 g of sodium oleate are dissolved in 20 ml of turpentine with heating, 0.1 ml of tributyl phosphate and 0.7 ml of tetraethoxysilane are added. Heating is carried out at a temperature of 180 ° C until all components are completely dissolved. A porous bioinert alumina ceramic is impregnated with this solution. The impregnated ceramic is first heated to 200-250 ° C to remove excess turpentine, and then calcined at a temperature of 1100 ° C for 1 hour. The result is a bioactive ceramic with a thin bioactive coating that corresponds to the composition of calcium phosphate glass ceramics containing, in%: P 2 O 5 - 6, CaO - 24.5, Na 2 O - 24.5, SiO 2 - 45.0.

Пример 2. В 20 мл бензола при нагревании растворяют 1,1 г олеата кальция, 0,96 г олеата натрия, добавляют 0,1 мл трибутилфосфата и 0,7 мл тетраэтоксисилана. Нагревание ведут при температуре 170°С до полного растворения всех компонентов. Этим раствором пропитывают пористую биоинертную керамику из оксида алюминия. Пропитанную керамику сначала нагревают при 200-250°С для удаления избытка бензола, а затем прокаливают при температуре 1200°С в течение 0,5 часа. В результате получают биоактивную керамику с тонким биоактивным покрытием, отвечающим составу кальций-фосфатной стеклокерамики, содержащей в %: P2O5 - 6, СаО - 25,5, Na2O - 23,5, SiO2 - 45,0.Example 2. 1.1 g of calcium oleate, 0.96 g of sodium oleate are dissolved in 20 ml of benzene with heating, 0.1 ml of tributyl phosphate and 0.7 ml of tetraethoxysilane are added. Heating is carried out at a temperature of 170 ° C until all components are completely dissolved. A porous bioinert alumina ceramic is impregnated with this solution. The impregnated ceramic is first heated at 200-250 ° C to remove excess benzene, and then calcined at a temperature of 1200 ° C for 0.5 hours. The result is a bioactive ceramic with a thin bioactive coating that corresponds to the composition of calcium phosphate glass ceramics containing in%: P 2 O 5 - 6, CaO - 25.5, Na 2 O - 23.5, SiO 2 - 45.0.

Пример 3. В 20 мл скипидара при нагревании растворяют 1,1 г олеата кальция, 0,92 г олеата натрия, добавляют 0,1 мл трибутилфосфата и 0,7 мл тетраэтоксисилана. Нагревание ведут при температуре 180°С до полного растворения всех компонентов. Этим раствором пропитывают пористую биоинертную керамику из оксида циркония. Пропитанную керамику сначала нагревают при 200-250°С для удаления избытка скипидара, а затем прокаливают при температуре 1000°С в течение 1 часа. В результате получают биоактивную керамику с тонким биоактивным покрытием, отвечающим составу кальций-фосфатной стеклокерамики, содержащей в %: P2O5 - 6, СаО - 26,5, Na2O - 22,5, SiO2 - 45,0.Example 3. 1.1 g of calcium oleate, 0.92 g of sodium oleate are dissolved in 20 ml of turpentine with heating, 0.1 ml of tributyl phosphate and 0.7 ml of tetraethoxysilane are added. Heating is carried out at a temperature of 180 ° C until all components are completely dissolved. This solution is impregnated with porous bioinert ceramic made of zirconium oxide. The impregnated ceramic is first heated at 200-250 ° C to remove excess turpentine, and then calcined at a temperature of 1000 ° C for 1 hour. The result is a bioactive ceramic with a thin bioactive coating that corresponds to the composition of calcium phosphate glass ceramics containing in%: P 2 O 5 - 6, CaO - 26.5, Na 2 O - 22.5, SiO 2 - 45.0.

Пример 4. В 20 мл скипидара при нагревании растворяют 1,1 г олеата кальция, 0,92 г олеата натрия, добавляют 0,1 мл триэтилфосфата и 0,7 мл тетраэтоксисилана. Нагревание ведут при температуре 180°С до полного растворения всех компонентов. Этим раствором пропитывают пористую биоинертную керамику из оксида циркония. Пропитанную керамику сначала нагревают при 200-250°С для удаления избытка скипидара и затем прокаливают при температуре 1150°С в течение 55 мин. В результате получают биоактивную керамику с тонким биоактивным покрытием, отвечающим составу кальций-фосфатной стеклокерамики, содержащей в %: P2O5 - 7, СаО - 26,5, Na2O - 22,5, SiO2 - 44,0.Example 4. 1.1 g of calcium oleate, 0.92 g of sodium oleate are dissolved in 20 ml of turpentine with heating, 0.1 ml of triethyl phosphate and 0.7 ml of tetraethoxysilane are added. Heating is carried out at a temperature of 180 ° C until all components are completely dissolved. This solution is impregnated with porous bioinert ceramic made of zirconium oxide. The impregnated ceramic is first heated at 200-250 ° C. to remove excess turpentine and then calcined at a temperature of 1150 ° C. for 55 minutes. The result is a bioactive ceramic with a thin bioactive coating that corresponds to the composition of calcium phosphate glass ceramics containing in%: P 2 O 5 - 7, CaO - 26.5, Na 2 O - 22.5, SiO 2 - 44.0.

Пример 5. В 20 мл скипидара при нагревании растворяют 1,1 г олеата кальция, 0,92 г олеата натрия, добавляют 0,1 мл триэтилфосфата и 0,7 мл тетраэтоксисилана. Нагревание ведут при температуре 160°С до полного растворения всех компонентов. Этим раствором пропитывают пористую биоинертную керамику из оксида циркония. Пропитанную керамику сначала нагревают при 200-250°С для удаления избытка скипидара, а затем прокаливают при температуре 1100°С в течение 1 часа. В результате получают биоактивную керамику с тонким биоактивным покрытием, отвечающим составу кальций-фосфатной стеклокерамики, содержащей в %: P2O5 - 7, СаО - 26,5, Na2O - 22,5, SiO2 - 44,0.Example 5. 1.1 g of calcium oleate, 0.92 g of sodium oleate are dissolved in 20 ml of turpentine with heating, 0.1 ml of triethyl phosphate and 0.7 ml of tetraethoxysilane are added. Heating is carried out at a temperature of 160 ° C until all components are completely dissolved. This solution is impregnated with porous bioinert ceramic made of zirconium oxide. The impregnated ceramic is first heated at 200-250 ° C to remove excess turpentine, and then calcined at a temperature of 1100 ° C for 1 hour. The result is a bioactive ceramic with a thin bioactive coating that corresponds to the composition of calcium phosphate glass ceramics containing in%: P 2 O 5 - 7, CaO - 26.5, Na 2 O - 22.5, SiO 2 - 44.0.

Claims (7)

1. Способ получения кальций-фосфатных стеклокерамических материалов, включающий приготовление смеси, содержащей соединения кальция, фосфора, кремния и натрия, пропитку полученной смесью биоинертной пористой матрицы с последующим прокаливанием, при этом в качестве соединения кремния используют тетраэтоксисилан, в качестве соединения фосфора используют эфир фосфорной кислоты, отличающийся тем, что в качестве соединений кальция и натрия используют их карбоксилаты в полярном органическом растворителе, в качестве биоинертной матрицы используют невыгорающую пористую матрицу, а прокаливание после пропитки ведут при температуре 1000-1200°С.1. A method of producing calcium phosphate glass-ceramic materials, comprising preparing a mixture containing calcium, phosphorus, silicon and sodium compounds, impregnating the obtained mixture with a bioinert porous matrix, followed by calcining, using tetraethoxysilane as a silicon compound, phosphoric ether is used as a phosphorus compound acid, characterized in that as the compounds of calcium and sodium use their carboxylates in a polar organic solvent, as a bioinert matrix isp a non-burning porous matrix is used, and calcination after impregnation is carried out at a temperature of 1000-1200 ° C. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что приготовление смеси ведут при нагревании в интервале температур 160-180°С до полного растворения соединений кальция, фосфора, кремния и натрия.2. The method according to claim 1, characterized in that the preparation of the mixture is carried out by heating in the temperature range 160-180 ° C until the compounds of calcium, phosphorus, silicon and sodium are completely dissolved. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве карбоксилатов кальция и натрия используют олеаты указанных соединений.3. The method according to claim 1, characterized in that the oleates of these compounds are used as calcium and sodium carboxylates. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве полярного органического растворителя используют, например, скипидар или бензол.4. The method according to claim 1, characterized in that, for example, turpentine or benzene is used as the polar organic solvent. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве эфира фосфорной кислоты используют, например, триэтилфосфат или трибутилфосфат.5. The method according to claim 1, characterized in that, for example, triethyl phosphate or tributyl phosphate is used as the phosphoric acid ester. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве невыгорающей пористой матрицы используют керамику из оксидов алюминия или циркония.6. The method according to claim 1, characterized in that as a non-burning porous matrix using ceramics from aluminum oxides or zirconium. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед прокаливанием пропитанную раствором пористую матрицу нагревают до 200-250°С для удаления избытка растворителя. 7. The method according to claim 1, characterized in that before calcination, the porous matrix impregnated with the solution is heated to 200-250 ° C. to remove excess solvent.
RU2013101217/15A 2013-01-10 2013-01-10 Method of making calcium-phosphate glass fibre materials RU2508132C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013101217/15A RU2508132C1 (en) 2013-01-10 2013-01-10 Method of making calcium-phosphate glass fibre materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013101217/15A RU2508132C1 (en) 2013-01-10 2013-01-10 Method of making calcium-phosphate glass fibre materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2508132C1 true RU2508132C1 (en) 2014-02-27

Family

ID=50152063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013101217/15A RU2508132C1 (en) 2013-01-10 2013-01-10 Method of making calcium-phosphate glass fibre materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2508132C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2690854C1 (en) * 2019-02-28 2019-06-06 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) Method of producing boron-containing bioactive glass
RU2714035C2 (en) * 2018-05-30 2020-02-11 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) Radiopaque bioactive glass and method for production thereof
RU2765471C1 (en) * 2021-06-01 2022-01-31 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) Method for producing bioglass doped with zirconium dioxide

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2375038C2 (en) * 2004-03-02 2009-12-10 Эрнст Мюльбауэр Гмбх Унд Ко. Кг Polymerised filler-containing dental material, and method of its manufacturing
RU2448741C1 (en) * 2011-03-24 2012-04-27 Закрытое акционерное общество "Институт прикладной нанотехнологии" Method of forming nanostructured biocompatible coating on implants

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2375038C2 (en) * 2004-03-02 2009-12-10 Эрнст Мюльбауэр Гмбх Унд Ко. Кг Polymerised filler-containing dental material, and method of its manufacturing
RU2448741C1 (en) * 2011-03-24 2012-04-27 Закрытое акционерное общество "Институт прикладной нанотехнологии" Method of forming nanostructured biocompatible coating on implants

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Junmin Qian, , Yahong Kang, Zilin Wei, Wei Zhang. Fabrication and characterization of biomorphic 45S5 bioglass scaffold from sugarcane Materials Science and Engineering: C. Volume 29, Issue 4, 5 May 2009, Pages 1361-1364 (abstract) [найдено 2013.10.14]. Найдено из интернета: URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0928493108003378. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2714035C2 (en) * 2018-05-30 2020-02-11 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) Radiopaque bioactive glass and method for production thereof
RU2690854C1 (en) * 2019-02-28 2019-06-06 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) Method of producing boron-containing bioactive glass
RU2765471C1 (en) * 2021-06-01 2022-01-31 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) Method for producing bioglass doped with zirconium dioxide

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105311673B (en) The bioceramic scaffold and its preparation method and application that 3D printing mesopore bioactive glass is modified
JPS63270061A (en) Surface modification of inorganic bio-compatible material
CN112645601A (en) Lithium disilicate-apatite glass-ceramics comprising transition metal oxides
JP2005118131A (en) CaO-MgO-SiO2 BASED BIOACTIVE GLASS AND SINTERED CALCIUM PHOSPHATE BODY USING THE SAME
Bellucci et al. Bioactive glass-based composites for the production of dense sintered bodies and porous scaffolds
JP4477377B2 (en) Bioactive rennite glass ceramic
KR20100039979A (en) POROUS COMPOSITE COMPRISING SILICON-SUBSTITUTED HYDROXYAPATITE AND β-TRICALCIUM PHOSPHATE, AND PROCESS FOR PREPARING THE SAME
RU2508132C1 (en) Method of making calcium-phosphate glass fibre materials
US20160015853A1 (en) Magnesium-calcium Silicate Bone Cement, Matrix Powder thereof and Producing Method Thereof
Ramlee et al. Sol-gel derived bioactive glass scaffolds incorporated with polyvinyl-alcohol and pluronic P123 polymers using sponge replication technique
KR101762580B1 (en) A method for preparing porous bone graft materials
CN107365083B (en) High-intensitive antibacterial osteoacusis lithium bisilicate glass ceramics and preparation method thereof
CN109534681A (en) A kind of preparation method of lithium bisilicate compound bio glass ceramics
JP6035627B2 (en) Biomaterial composed of β-type tricalcium phosphate
Vallet-Regí et al. Mesoporous bioactive glasses in tissue engineering and drug delivery
TW201427728A (en) Method for producing a porous calcium polyphosphate structure
JP6109773B2 (en) Biomaterial ceramic sintered body and method for producing the same
KR100579155B1 (en) Calcium metaphosphate coated dental implant and manufacturing method thereof
CN104984401B (en) A kind of preparation method of temperature-sensitive hydrogel/tricalcium phosphate material
Kenawy et al. Bioactivity and characterization. Study of synthetic zirconia-silicate sol-gel glass powder
US10646514B2 (en) Processing methods of solgel-derived bioactive glass-ceramic compositions and methods of using the same
Bobkova et al. Porous glass ceramic bioimplants
CN108424138A (en) Siliceous modified grain boundary phase hydroxylapatite ceramic, bone injury repair material and preparation method thereof
JP6035623B2 (en) Control of solubility and sinterability of biomaterial ceramics made of tricalcium phosphate by the amount of trivalent metal ions dissolved
RU2531377C2 (en) Method for preparing calcium pyrophosphate porous ceramics