專利名稱：β-TCP/HAP/Ca₂P₂O₇多相多孔生物陶瓷的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明制備的P -TCP/HAP/Ca2P207多相多孔生物陶瓷屬于生物 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，主要涉及到骨組織修復(fù)方面。
背景技術(shù)：
煅燒牛松質(zhì)骨主要相組成是HAP，得到的HAP具有良好的生物 相容性和骨傳導(dǎo)性，保持天然骨骼多孔三維立體結(jié)構(gòu)，良好孔隙率以 及孔連通性。但是HAP在機(jī)體內(nèi)非常穩(wěn)定，不容易降解。P-TCP具 有良好的生物降解性，但是力學(xué)性能比較差，所以鄭啟新等[專利公 開號CN1511595A]研究高溫煅燒用Na4P2O7"0H2O溶液浸泡后的 牛松質(zhì)骨，制備HAP鄺-TCP復(fù)合生物多孔陶瓷，制備的復(fù)合材料既 有微孔也有大孔，微孔可以促進(jìn)材料在機(jī)體內(nèi)降解，大孔可以誘導(dǎo)骨 骼的長入。但是，制備的材料里含有大量Na+，導(dǎo)致材料里含有 NaCaP04，使材料的力學(xué)性能降低，降解速率過快。(,)21^04作為 浸泡溶液可以得到P-TCP含量比較高的復(fù)合生物陶瓷，但是其煅燒 溫度為1300°C，過高的溫度導(dǎo)致材料的生物活性降低。并且在制備 過程中，(NH4)2HP04在常溫下極易分解，很難人為控制，釋放出對
人身體有害的氨氣，導(dǎo)致其配置的(NH4)2HP04溶液濃度過高，無法
準(zhǔn)確控制制備的材料3-TCP/HAP比例。陳大福等人[專利公開號 CN1883719A]研究使用NH4H2P04代替(NH4)2HP04溶液作為浸泡溶 液制備出P -TCP/HAP陶瓷，但是其制備的材料主要應(yīng)用于組織化工 程骨方面。目前使用煅燒牛松質(zhì)骨制備的復(fù)合陶瓷都只是雙相陶瓷， 有關(guān)使用煅燒牛松質(zhì)骨制備多相生物陶瓷的報道并沒有。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提供一種P -TCP/HAP/Ca2P207多相多孔生物陶瓷的制備方法，制備的材料能夠保持天然骨骼三維立體多孔結(jié)構(gòu)，具有 比較好的孔連通性，可以誘導(dǎo)新骨的長入并且具有好的生物降解性， 生物相容性以及優(yōu)良的力學(xué)性能特點。
本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的。
本發(fā)明的一種P -TCP/HAP/Ca2P207多相多孔生物陶瓷的制備方 法，具體實現(xiàn)步驟如下
1) 牛松質(zhì)骨的去脂去蛋白處理，其流程依次為煮沸，清洗，脫 水，干燥和高溫?zé)Y(jié)
煮沸是將牛股骨頭和股骨遠(yuǎn)端松質(zhì)骨的松質(zhì)骨放入0.01 %-5% 的NaOH溶液中煮沸IO個小時以上；清洗是依次用沸騰的熱水沖洗 煮沸過的牛松質(zhì)骨10min以上，流動的常溫水沖洗10min以上，去離 子水沖洗10min以上；脫水是用系列酒精處理10min以上；干燥是將 脫水后的牛松質(zhì)骨放入干燥箱50。C-7(TC干燥3天以上；是將干燥后 的牛松質(zhì)骨放入煅燒爐中燒結(jié)，升溫速率5-l(TC/分鐘，60(TC—800 。C保溫3小時以上，待其自然降溫至室溫，將其取出煅燒爐。
2) 用不同濃度的NH4H2P04溶液處理去脂去蛋白后的牛松質(zhì)骨 使用濃度為O.Ol mol'U1 —1.0 mol'L"之間的NH4H2P04溶液處
理去脂去蛋白后的牛松質(zhì)骨，常溫下，將牛松質(zhì)骨浸泡在NH4H2P04 溶液中10-48小時，浸泡后的牛松質(zhì)骨放置于5(TC-7(TC的烘箱中干 燥8-72小時。
3) 高溫?zé)Y(jié)經(jīng)過不同濃度的NH4H2P04溶液處理干燥后的牛松
質(zhì)骨
將干燥后的牛松質(zhì)骨放置于煅燒爐中在不同溫度下燒結(jié)，燒結(jié)的 升溫速率1—4"C/分鐘，保溫溫度在900—1250。C之間，保溫0.5—2.5小時。
有益效果
本發(fā)明提出的制備P -TCP/HAP/Ca2P207多相多孔生物陶瓷方法 具有以下突出的優(yōu)勢 1、原料價格低廉；2、 使用NH4H2P04溶液處理牛松質(zhì)骨比較穩(wěn)定，在常溫下不會
釋放出對人身體有害的氨氣，實驗制備過程更安全，更健康；
3、 設(shè)備簡單，投資??；
4、 生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)周期短；
5、 制備的材料能夠保持天然骨骼的三維立體多孔結(jié)構(gòu)，孔連通 性比較好，如圖7所示。


圖1為1000。C煅燒浸泡于0.04mol'L"NH4H2PO4溶液后的牛松質(zhì) 骨XRD圖2為100(TC煅燒浸泡于1.00 mol'L"NH4H2P04溶液后的牛松 質(zhì)骨XRD圖3為1100。C煅燒浸泡于0.60 mol'L"NH4H2P04溶液后的牛松 質(zhì)骨XRD圖4為1100'C煅燒浸泡于1.00 mol'L"麗4H2P04溶液后的牛松 質(zhì)骨XRD圖5為100(TC煅燒浸泡于0.20 mol'L"NH4H2P(V溶液后的牛松 質(zhì)骨XRD圖6為90(TC煅燒浸泡于0.60 mo"L"NH4H2P04溶液后的牛松質(zhì) 骨XRD圖7為100(TC煅燒浸泡于0.04 mol'L"NH4H2P04溶液后的牛松 質(zhì)骨SEM圖(X50)。
具體實施例方式
以下實施例僅用于說明本專利的特點，但不局限于實施例。 實施例l
取健康成年牛股骨，剔除表面軟組織后使用內(nèi)徑為8mm的環(huán)鉆 鉆取股骨頭和股骨遠(yuǎn)端松質(zhì)骨，所得骨塊呈圓柱形，大小約8xl2mm， 0.01%-5。％的NaOH溶液中煮沸10個小時以上；依次用沸騰的熱水沖洗煮沸過的牛松質(zhì)骨10min以上，流動的常溫水沖洗10min以上， 去離子水沖洗10min以上，系列酒精處理10min以上，將脫水后的牛 松質(zhì)骨放入干燥箱5(TC-7(TC干燥3天以上，將干燥后的牛松質(zhì)骨放 入煅燒爐中燒結(jié)，升溫速率5-10。C/分鐘，600。C一80(TC保溫3小時 以上，待其自然降溫至室溫，將其取出煅燒爐。使用濃度為0.04mo1 'L"的NH4H2P04溶液處理去脂去蛋白后的牛松質(zhì)骨，常溫下，將牛 松質(zhì)骨浸泡在NH4H2P04溶液中10-48小時，浸泡后的牛松質(zhì)骨放置 于5(TC-7(TC的烘箱中干燥8-72小時。將干燥后的牛松質(zhì)骨放置于煅 燒爐中在不同溫度下燒結(jié)，燒結(jié)的升溫速率l一4"C/分鐘，保溫溫度 在900。C一1000。C之間，保溫0.5—2.5小時。按上述的實施過程制備 的材料含HAP: P畫TCP: Ca2P2O7=9:0.5:0.5，見圖1。 實施例2
取健康成年牛股骨，剔除表面軟組織后使用內(nèi)徑為8mm的環(huán)鉆 鉆取股骨頭和股骨遠(yuǎn)端松質(zhì)骨，所得骨塊呈圓柱形，大小約8xl2mm， 0.01%-5%的NaOH溶液中煮沸10個小時以上；依次用沸騰的熱水 沖洗煮沸過的牛松質(zhì)骨10min以上，流動的常溫水沖洗10min以上， 去離子水沖洗10min以上，系列酒精處理10min以上，將脫水后的牛 松質(zhì)骨放入干燥箱5(TC-7(TC干燥3天以上，將干燥后的牛松質(zhì)骨放 入煅燒爐中燒結(jié)，升溫速率5-10'C/分鐘，60(TC—80(TC保溫3小時 以上，待其自然降溫至室溫，將其取出煅燒爐。使用濃度為1.00md
吃"的NH4H2P04溶液處理去脂去蛋白后的牛松質(zhì)骨，常溫下，將牛
松質(zhì)骨浸泡在NH4H2P04溶液中10-48小時，浸泡后的牛松質(zhì)骨放置 于50。C-7(TC的烘箱中干燥8-72小時。將干燥后的牛松質(zhì)骨放置于煅 燒爐中在不同溫度下燒結(jié)，燒結(jié)的升溫速率l一4'C/分鐘，保溫溫度 在卯(TC一100(TC之間，保溫0.5—2.5小時。上述的實施過程制備的 材料含HAP: P-TCP:Ca2P207=l:4:5，見圖2。 實施例3
取健康成年牛股骨，剔除表面軟組織后使用內(nèi)徑為8mm的環(huán)鉆 鉆取股骨頭和股骨遠(yuǎn)端松質(zhì)骨，所得骨塊呈圓柱形，大小約8xl2mm，0.01%-5%的NaOH溶液中煮沸10個小時以上；依次用沸騰的熱水 沖洗煮沸過的牛松質(zhì)骨10min以上，流動的常溫水沖洗10min以上， 去離子水沖洗10min以上，系列酒精處理10min以上，將脫水后的牛 松質(zhì)骨放入干燥箱5CTC-7(TC干燥3天以上，將干燥后的牛松質(zhì)骨放 入煅燒爐中燒結(jié)，升溫速率5-10'C/分鐘，60(TC—80(TC保溫3小時 以上，待其自然降溫至室溫，將其取出煅燒爐。使用濃度為0.60mo1
吃"的NH4H2P04溶液處理去脂去蛋白后的牛松質(zhì)骨，常溫下，將牛
松質(zhì)骨浸泡在NH4H2P04溶液中10-48小時，浸泡后的牛松質(zhì)骨放置 于5(TC-7(TC的烘箱中干燥8-72小時。將干燥后的牛松質(zhì)骨放置于煅 燒爐中在不同溫度下燒結(jié)，燒結(jié)的升溫速率l一4'C/分鐘，保溫溫度 在900。C一IIO(TC之間，保溫0.5—2.5小時。 實施例4
取健康成年牛股骨，剔除表面軟組織后使用內(nèi)徑為8mm的環(huán)鉆 鉆取股骨頭和股骨遠(yuǎn)端松質(zhì)骨，所得骨塊呈圓柱形，大小約8xl2mm， 0.01%-5%的NaOH溶液中煮沸10個小時以上；依次用沸騰的熱水 沖洗煮沸過的牛松質(zhì)骨10min以上，流動的常溫水沖洗10min以上， 去離子水沖洗10min以上，系列酒精處理10min以上，將脫水后的牛 松質(zhì)骨放入千燥箱50'C-7(TC干燥3天以上，將干燥后的牛松質(zhì)骨放 入煅燒爐中燒結(jié)，升溫速率5-l(TC/分鐘，60(TC—80(TC保溫3小時 以上，待其自然降溫至室溫，將其取出煅燒爐。使用濃度為l.OOmol ，L"的NH4H2P04溶液處理去脂去蛋白后的牛松質(zhì)骨，常溫下，將牛 松質(zhì)骨浸泡在NH4H2PCV溶液中10-48小時，浸泡后的牛松質(zhì)骨放置 于5(TC-7(TC的烘箱中干燥8-72小時。將干燥后的牛松質(zhì)骨放置于煅 燒爐中在不同溫度下燒結(jié)，燒結(jié)的升溫速率l一4。C/分鐘，保溫溫度 在900。C一110(TC之間，保溫0.5—2.5小時。上述的實施過程制備的 材料含HAP: e-TCP:Ca2P207=l:5:4，見圖4。
實施例5
取健康成年牛股骨，剔除表面軟組織后使用內(nèi)徑為8mm的環(huán)鉆 鉆取股骨頭和股骨遠(yuǎn)端松質(zhì)骨，所得骨塊呈圓柱形，大小約8xl2mm，0.01%-5%的NaOH溶液中煮沸10個小時以上；依次用沸騰的熱水 沖洗煮沸過的牛松質(zhì)骨10min以上，流動的常溫水沖洗10min以上， 去離子水沖洗10min以上，系列酒精處理10min以上，將脫水后的牛 松質(zhì)骨放入干燥箱5(TC-7(TC干燥3天以上，將干燥后的牛松質(zhì)骨放 入煅燒爐中燒結(jié)，升溫速率5-10'C/分鐘，600。C一80(TC保溫3小時 以上，待其自然降溫至室溫，將其取出煅燒爐。使用濃度為0.20mo1
吃"的NH4H2P04溶液處理去脂去蛋白后的牛松質(zhì)骨，常溫下，將牛
松質(zhì)骨浸泡在NH4H2P04溶液中10-48小時，浸泡后的牛松質(zhì)骨放置 于5(TC-7(TC的烘箱中干燥8-72小時。將干燥后的牛松質(zhì)骨放置于煅 燒爐中在不同溫度下燒結(jié)，燒結(jié)的升溫速率l一4"C/分鐘，保溫溫度 在卯(TC —IOO(TC之間，保溫0.5—2.5小時。上述的實施過程制備的 材料含HAP: P-TCP: Ca2P2O7=8:1.5:0.5，見圖5。 實施例6
取健康成年牛股骨，剔除表面軟組織后使用內(nèi)徑為8mm的環(huán)鉆 鉆取股骨頭和股骨遠(yuǎn)端松質(zhì)骨，所得骨塊呈圓柱形，大小約8xl2mm， 0.01%-5%的NaOH溶液中煮沸10個小時以上；依次用沸騰的熱水 沖洗煮沸過的牛松質(zhì)骨lOmiri以上，流動的常溫水沖洗10min以上， 去離子水沖洗10min以上，系列酒精處理10min以上，將脫水后的牛 松質(zhì)骨放入干燥箱5(TC-7(TC干燥3天以上，將干燥后的牛松質(zhì)骨放 入煅燒爐中燒結(jié)，升溫速率5-10。C/分鐘，600。C一80(TC保溫3小時 以上，待其自然降溫至室溫，將其取出煅燒爐。使用濃度為0.60mo1 ，L"的NH4H2P04溶液處理去脂去蛋白后的牛松質(zhì)骨，常溫下，將牛 松質(zhì)骨浸泡在NH4H2P04溶液中10-48小時，浸泡后的牛松質(zhì)骨放置 于50'C-7(TC的烘箱中干燥8-72小時。將干燥后的牛松質(zhì)骨放置于煅 燒爐中在不同溫度下燒結(jié)，燒結(jié)的升溫速率l一4"C/分鐘，保溫溫度 在900。C一95(TC之間，保溫0.5—2.5小時。上述的實施過程制備的 材料含HAP: e-TCP:Ca2P207=3:4:3，見圖6。
權(quán)利要求
1. 一種制備β-TCP/HAP/Ca2P2O7多相多孔生物陶瓷的制備方法，其特征在于1)牛松質(zhì)骨的去脂去蛋白處理；2)使用不同濃度的NH4H2PO4溶液處理去脂去蛋白后的牛松質(zhì)骨；3)待牛松質(zhì)骨干燥后再在高溫?zé)Y(jié)制備而成；
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的P -70}/^ 《32 207多相多孔生物陶 瓷的制備方法，其特征在于步驟l)中的牛松質(zhì)骨材料為牛股骨頭 和股骨遠(yuǎn)端松質(zhì)骨，經(jīng)煮沸、清洗、脫水、干燥和高溫?zé)Y(jié)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2中所述的3 -TCP/HAP/Ca2P207多相多孔生物 陶瓷的制備方法，其特征在于煮沸是將牛股骨頭和股骨遠(yuǎn)端松質(zhì)骨 的松質(zhì)骨放入0.01%-5%的NaOH溶液中煮沸10個小時以上；清洗 是依次用沸騰的熱水沖洗煮沸過的牛松質(zhì)骨10min以上，流動的常溫 水沖洗10min以上，去離子水沖洗10min以上；脫水是用系列酒精處 理10min以上；干燥是將脫水后的牛松質(zhì)骨放入干燥箱50。C-7(TC干 燥3天以上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的P -7^^/1^ /032 207多相多孔生物陶 瓷的制備方法，其特征在于步驟2)中在常溫下，將去脂去蛋白后 的牛松質(zhì)骨浸泡于0.01 mol'I/1 — 1.0 mol'L"之間的NH4H2PCV溶液 中10-48小時，浸泡后的牛松質(zhì)骨放置于5(TC-7(TC的烘箱中干燥8-72 小時。
5. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的3 -1^ /1^ /€&2 207多相多孔生物 陶瓷的制備方法，其特征在于所述步驟3)是將干燥后的牛松質(zhì)骨 放入煅燒爐中燒結(jié)，升溫速率5-10'C/分鐘，600°C—80(TC保溫3小 時以上，待其自然降溫至室溫，將其取出煅燒爐。
6. 根據(jù)權(quán)利要求書1， 3所述的P-TCP/HAP/Ca2P207多相多孔生物陶瓷，其特征是將經(jīng)過不同濃度的NH4H2P04溶液處理，干燥后的牛松質(zhì)骨放置于煅燒爐中在不同溫度下燒結(jié)，燒結(jié)的升溫速率l一 4。C/分鐘，保溫溫度在900—1250。C之間，保溫0.5 — 2.5小時。
全文摘要
本發(fā)明涉及到骨組織修復(fù)材料，特別涉及一種制備β-TCP/HAP/Ca₂P₂O₇多相多孔生物陶瓷的制備方法，屬于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。本發(fā)明首先對牛松質(zhì)骨做去脂去蛋白處理；其次使用不同濃度的NH₄H₂PO₄溶液處理去脂去蛋白后的牛松質(zhì)骨；最后待牛松質(zhì)骨干燥后再在高溫?zé)Y(jié)制備而成。制備的材料能夠保持天然骨骼的三維立體多孔結(jié)構(gòu)，孔連通性比較好，可以誘導(dǎo)新骨的長入并且具有好的生物降解性，生物相容性以及優(yōu)良的力學(xué)性能特點。使用NH₄H₂PO₄溶液處理牛松質(zhì)骨比較穩(wěn)定，在常溫下不會釋放出對人身體有害的氨氣，實驗制備過程更安全，更健康。
文檔編號C04B38/00GK101456754SQ20091000078
公開日2009年6月17日 申請日期2009年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月9日
發(fā)明者李江濤, 筠 楊, 毛克亞, 郭朝邦, 金海波 申請人:北京理工大學(xué)