專利名稱：多孔磷酸鈣陶瓷及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種多孔磷酸鈣陶瓷，該多孔磷酸鈣陶瓷具有突出的生物相容性，適用于細胞或生物組織培養(yǎng)用的載體以及例如人造牙根和骨充填材料的生物材料，以及該多孔磷酸鈣陶瓷的制備方法。
背景技術：
用于牙科的人造骨和人造牙根(以下稱為“骨充填材料”)、腦外科、整形外科、矯形外科等的材料要求具有(a)無毒、(b)足夠的機械強度和(c)與生物組織的突出的相容性。
多孔磷酸鈣陶瓷滿足這些條件，因此被用作骨充填材料。當用作骨充填材料時，從生物相容性方面來講優(yōu)選多孔磷酸鈣陶瓷具有盡可能高的空隙率。但是，較高的空隙率導致多孔坯體具有較低的機械強度，因此不能用作需要高機械強度的部分的骨充填材料。因此，希望得到既具有突出的生物相容性、又具有高機械強度的多孔磷酸鈣陶瓷。
JP 2000-302567 A公開了一種燒結坯體，其包括由相當稠密的燒結磷酸鈣形成的坯體部分，以及由細小的碎末或多孔燒結磷酸鈣層形成的表面部分。JP 2000-302567 A中描述了多孔燒結坯體表面上的微小碎片或多孔燒結磷酸鈣層提高了一定的比表面積，使造骨細胞易于粘附到多孔燒結坯體的表面上。
但是，為使骨頭能在包埋在活體中的骨充填材料上形成，應該將例如造骨細胞等的骨形成細胞粘附到骨充填材料的表面上，并對該細胞提供營養(yǎng)。即使造骨細胞粘附到骨充填材料的表面上，沒有營養(yǎng)也不會形成新的骨頭。JP 2000-302567 A中的燒結坯體沒有使形成血管所需的蛋白質很容易粘附的結構，而該血管能給造骨細胞提供充分的營養(yǎng)，因此不能充分促進新骨的形成。
血管的生長由例如纖維原細胞生長因子(FGF)等的生長因子和/或誘導劑引起。生長因子和/或誘導物為細胞產生的蛋白質。為使生長因子和/或誘導劑在骨充填材料中能有效地起作用，例如提高骨充填材料形成新骨的能力，優(yōu)選骨充填材料具有能將生長因子和/或誘導劑俘獲在其表面的結構。
發(fā)明目的相應的，本發(fā)明的目的在于提供一種具有突出的形成新骨和高機械強度的能力的多孔磷酸鈣陶瓷。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種制備該多孔磷酸鈣陶瓷的方法。
發(fā)明概述考慮到上述目標，經(jīng)過深入細致的研究，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)(a)一種多孔磷酸鈣陶瓷，由一個相對密集的多孔磷酸鈣坯體和在該多孔坯體的孔壁上形成的具有網(wǎng)絡結構的環(huán)狀部分組成，該多孔磷酸鈣陶瓷具有突出的機械強度和骨形成能力；和(b)一種在其孔壁上具有環(huán)狀部分的多孔磷酸鈣陶瓷，通過攪拌含有粗磷酸鈣顆粒、細磷酸鈣顆粒、蘋果酰胺表面活性劑和/或聚氧乙烯月桂醚表面活性劑的漿料使之發(fā)泡、再膠化該漿料制得。在該發(fā)現(xiàn)的基礎上完成了該發(fā)明。
因此，本發(fā)明的多孔磷酸鈣陶瓷由具有孔的支撐部分和在孔上形成的環(huán)狀部分組成，該環(huán)狀部分含有眾多微孔因此具有網(wǎng)絡結構。
環(huán)狀部分優(yōu)選從孔壁向內突出。環(huán)狀部分的微孔優(yōu)選平均直徑為1到5000nm。環(huán)狀部分優(yōu)選由細磷酸鈣顆粒形成。由形成環(huán)狀部分的細小顆粒優(yōu)選平均直徑為1μm或更小。環(huán)狀部分優(yōu)選厚度為1μm或更小。
制備本發(fā)明中的多孔磷酸鈣陶瓷的方法包括攪拌含有粗磷酸鈣顆粒、細磷酸鈣顆粒、非離子表面活性劑和水溶性高分子化合物的漿料使之發(fā)泡；膠化發(fā)泡的漿料；干燥形成的凝膠以獲得多孔燒結磷酸鈣陶瓷；非離子活性劑為蘋果酰胺和/或聚氧乙烯月桂醚。
優(yōu)選通過攪拌粗顆粒的分散系使粗顆粒部分研磨，以獲得含有粗顆粒和細顆粒的漿料。優(yōu)選粗顆粒的平均顆粒尺寸為5-20μm，細顆粒的平均顆粒尺寸為1μm或更小。粗顆粒對細顆粒的質量比優(yōu)選為在1000/1-100000/1的范圍內。
漿料優(yōu)選含有1-10質量份的水溶性高分子化合物、1-10質量份的非離子表面活性劑，和100質量份的全部粗磷酸鈣顆粒和細磷酸鈣顆粒。漿料中粗顆粒、細顆粒、非離子表面活性劑和水溶性高分子化合物的總的濃度優(yōu)選為20-50％質量比。


圖1為本發(fā)明的多孔磷酸鈣陶瓷的俯視圖；圖2為沿圖1中A-A線的放大的剖面圖；圖3為實施例1中多孔羥磷灰石陶瓷的掃描電子顯微照片；圖4為實施例1中多孔羥磷灰石陶瓷的另一張掃描電子顯微照片；圖5為實施例2中多孔羥磷灰石陶瓷的掃描電子顯微照片；圖6為實施例2中多孔羥磷灰石陶瓷的另一張掃描電子顯微照片；圖7為實施例3中多孔羥磷灰石陶瓷的掃描電子顯微照片；圖8為對比例1中多孔羥磷灰石陶瓷的掃描電子顯微照片。

發(fā)明內容
優(yōu)選實施方式的詳述[1]多孔磷酸鈣陶瓷如圖1和圖2所示，多孔磷酸鈣陶瓷由支撐部分1和眾多的環(huán)狀部分2組成。支撐部分1由眾多的孔11組成。孔11的平均直徑D優(yōu)選為10-300μm。當孔直徑D平均小于10μm時，孔11太窄，以致血管不能進入。當孔直徑D的平均值大于300μm時，纖維原細胞等進入孔11，阻礙了骨頭的形成。
圖2顯示了多孔磷酸鈣陶瓷的縱向剖面圖。環(huán)狀部分2從孔11的孔壁100向內突出。如圖2所示，在一個孔11中形成了眾多的環(huán)狀部分2。環(huán)狀部分2優(yōu)選形成與孔11的孔壁100基本上垂直。盡管大多數(shù)環(huán)狀部分2是密閉的環(huán)狀，其中一些由于局部缺陷為開放的環(huán)狀。環(huán)狀部分2優(yōu)選寬度為5-50μm。當環(huán)狀部分2的寬度d小于5μm時，俘獲形成血管所需的蛋白質的效果不夠。當寬度d超過50μm時，環(huán)狀部分2可能會阻塞孔11。
因為有大量直徑為1μm或更小的微孔21在環(huán)狀部分2中形成，環(huán)狀部分2具有網(wǎng)絡結構。微孔21穿透環(huán)狀部分2。每個環(huán)狀部分2優(yōu)選厚度L為1μm或更小。環(huán)狀部分2主要由平均直徑為1μm或更小的細顆粒形成。細顆粒優(yōu)選在軸向不重疊，因此環(huán)狀部分2具有與細顆粒的直徑基本上相同的厚度。
多孔磷酸鈣陶瓷優(yōu)選具有空隙率為60-95％。當空隙率小于60％時，蛋白質等不易進入多孔磷酸鈣陶瓷中。當空隙率超過95％，多孔磷酸鈣陶瓷沒有足夠的機械強度。如上所述，因為有大量微孔21在環(huán)狀部分2中形成，環(huán)狀部分2是高度多孔性的。另一方面，含有孔11的支撐部分1的孔壁100相對密實。環(huán)狀部分2因此具有能使體液易于通過的結構，而支撐部分1具有高機械強度的結構。
當多孔磷酸鈣陶瓷包埋在活體中時，支撐部分1中的孔11被體液填充。因為具有網(wǎng)絡結構的環(huán)狀部分2包含在孔11中，環(huán)狀部分2的微孔21也被體液填充。包含在體液中的形成或誘導血管的蛋白質被微孔21俘獲。更進一步的，造骨細胞中的前體細胞(干細胞)通過環(huán)狀部分2粘附到多孔磷酸鈣陶瓷的孔11上。因為造骨細胞的前體細胞通常只有幾個微米小，他們能進入支撐部分1的孔11中。伴有提供的骨形成蛋白質，前體細胞分化成造骨細胞，形成骨頭。當造骨細胞通過環(huán)狀部分2粘附到孔11上時，很容易將骨形成蛋白質提供給造骨細胞，促進孔11中血管和/或骨頭的形成。
多孔磷酸鈣陶瓷的制備方法(1)材料制備多孔磷酸鈣陶瓷的材料為粗磷酸鈣顆粒、細磷酸鈣顆粒、非離子表面活性劑和水溶性高分子化合物。此處所用的術語“粗顆?！焙汀凹氼w粒”指具有不同尺寸的顆粒。粗顆粒通常具有大于1μm的平均顆粒尺寸，細顆粒通常具有1μm或更小的平均顆粒尺寸。
(a)粗顆粒優(yōu)選粗顆粒由磷酸鈣制成，平均顆粒尺寸為5-20μm。磷酸鈣中Ca/P的原子比優(yōu)選為1.5-1.7。當Ca/P的原子比小于1.5時，多孔磷酸鈣陶瓷具有太小的生物相容性。當Ca/P的原子比大于1.7時，多孔磷酸鈣陶瓷含有太多的鈣，以致沒有生物相容性。磷酸鈣的一個優(yōu)選實施例為羥磷灰石。粗顆粒主要組成了多孔磷酸鈣陶瓷的支撐部分1。
粗磷酸鈣顆?？梢杂贸Ｓ玫臐穹ㄐ纬伞：铣煞磻稍诰鶆蚧蚍蔷鶆蛳到y(tǒng)中進行。粗磷酸鈣顆粒的比表面積優(yōu)選為30-300m2/g，更優(yōu)選為50-20m2/g。當比表面積小于30m2/g時，粗顆粒太大，以致不能形成環(huán)狀部分。具有超過300m2/g的比表面積的粗顆粒很難用現(xiàn)有技術制備出。均勻合成反應能制備比表面積約為100-300m2/g的粗磷酸鈣顆粒，而非均勻合成反應能制備比表面積約為30-100m2/g的粗磷酸鈣顆粒。
(b)細磷酸鈣顆粒細磷酸鈣顆粒優(yōu)選具有平均直徑為1μm或更小，更優(yōu)選10-500nm，最優(yōu)選10-200nm。當平均顆粒尺寸超過1μm時，環(huán)狀部分2太厚，以致不能形成微孔21。
細顆粒中的Ca對P的原子比可以與粗顆粒的相同或不同。當細顆粒中Ca對P的原子比與支撐部分的基本相同時，包埋在活體中的多孔磷酸鈣陶瓷相對穩(wěn)定?；铙w中穩(wěn)定的多孔磷酸鈣陶瓷的溶解需要很長時間，因此可以長時間的作為細胞等的支撐?！癈a對P的原子比與粗顆粒的基本相同”意思是指細顆粒的Ca對P的原子比是粗顆粒的95-105％。細顆粒主要構成多孔磷酸鈣陶瓷中的環(huán)狀部分2。當Ca對P的原子比不同于粗顆粒的時，細顆粒的Ca對P的原子比優(yōu)選小于粗顆粒的，為1.4或更大。當其低于粗顆粒的Ca對P的原子時，細顆粒很有可能與體液反應，使環(huán)狀部分2很容易的發(fā)生溶解。當細顆粒的Ca對P的原子比小于1.4時，細顆粒在燒結時會進入粗顆粒。
細顆粒的制備方法與粗顆粒的相同。當使用與粗顆粒具有相同的Ca對P的原子比的細顆粒時，可以通過部分研磨粗顆粒獲得細顆粒。細顆粒優(yōu)選具有比表面積為80-300m2/g。
(c)非離子表面活性劑使用了作為非離子表面活性劑的蘋果酰胺和/或聚氧乙烯月桂醚。蘋果酰胺表面活性劑和聚氧乙烯月桂醚表面活性劑與磷酸鈣進行特定的相互作用。具體來說，表面活性劑鍵合到磷酸鈣中的鈣上，因此覆蓋該顆粒。這使得粗磷酸鈣顆粒和細磷酸鈣顆粒能很容易的分散到漿料中，而不會凝聚。
蘋果酰胺表面活性劑從例如Lion Corporation獲得。聚氧乙烯月桂醚表面活性劑從例如Nikko Chemicals，Co.，Ltd.獲得。
(d)水溶性高分子化合物水溶液或分散系的水溶性高分子化合物通過加熱等轉化成凝膠。水溶液或分散系包括水溶液、膠體溶液、乳液和懸浮液中的任一種。這種水溶性高分子化合物的例子包括纖維素衍生物，如甲基纖維素和羧甲基纖維素；多聚糖，如凝膠多糖；合成聚合物，如聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺和聚乙烯吡咯烷酮等。其中優(yōu)選甲基纖維素。
(2)漿料的制備將粗磷酸鈣顆粒和水混合，用葉輪式均化器等攪拌。攪拌將粗顆粒部分研磨成細顆粒。葉輪式均化器的例子包括PH91、PA92、HF93、FH94P、PD96和HM10，由SMT Co.，Ltd等提供。盡管取決于攪拌功率，攪拌時間通常為1-30分鐘。攪拌功率為“[攪拌設備的最大輸出(W)/漿料量(L)]×(實際旋轉數(shù)/最大旋轉數(shù))”。例如，當粗磷酸鈣顆粒和水在240W/L下攪拌5分鐘，大約1％的粗顆粒被研磨成直徑為1μm或更小的顆粒。粗顆粒對細顆粒的質量比優(yōu)選在1,000/1到100,000/1的范圍內。盡管可以分別制備粗顆粒和細顆粒，因為細顆粒不太可能聚集在一起，更優(yōu)選細顆粒通過部分研磨粗顆粒獲得。
隨后，加入非離子表面活性劑和水溶性高分子化合物，攪拌以獲得漿料。該漿料優(yōu)選含有1-10質量份的水溶性高分子化合物，1-10質量份的非離子表面活性劑，和100質量份的全部粗顆粒和細顆粒。當漿料中全部的磷酸鈣顆粒的數(shù)量太小時，干燥凝膠需要相對較長的時間。另一方面，太多量的全部的磷酸鈣顆粒會造成高粘度的漿料，該漿料很難于發(fā)泡。更進一步的，當水溶性高分子化合物小于1質量份時漿料很難進行膠化，而超過10質量份的水溶性高分子化合物造成高粘度的漿料，該漿料很難發(fā)泡。每100質量份的全部磷酸鈣顆粒中水溶性高分子化合物更優(yōu)選為1-5質量份。當非離子表面活性劑小于1質量份時，該漿料不易發(fā)泡。即使非離子表面活性劑超過了10重量份，也不能獲得更進一步提高的效果。每100質量份的全部磷酸鈣顆粒中，非離子表面活性劑更優(yōu)選1-5質量份。
基于漿料的100％質量比，粗磷酸鈣顆粒、細磷酸鈣顆粒、水溶性高分子化合物和非離子表面活性劑的總濃度優(yōu)選為20-50％質量比。當上述總濃度小于20％質量比時，膠化后干燥需要太長的時間，生成的凝膠干燥后通常會碎裂，不能保持孔狀結構。另一方面，當上述總濃度大于50％質量比時，漿料的粘度太高了，以致不能通過攪拌發(fā)泡。上述總濃度更優(yōu)選為25-40％質量比。
(3)發(fā)泡當劇烈攪拌漿料時，漿料吸收空氣而發(fā)泡。作為劇烈攪拌的設備，可以使用葉輪式均化器。盡管葉輪式均化器通常不設計為使?jié){料發(fā)泡等，但如果攪拌功率為50W/L或更高，漿料可被顯著發(fā)泡。優(yōu)選的攪拌設備包括在其周邊有鋸條刃狀突出的盤形葉片，和位于攪拌室的內壁上的隔板。葉輪式均化器的優(yōu)選實施例與上述粗顆粒研磨中所使用的一樣。
為進一步加快發(fā)泡，優(yōu)選攪拌時往漿料中引入空氣、以及如氮氣、氬等的惰性氣體。當將空氣等引入漿料中時，約20W/L的攪拌功率就足夠了。
盡管取決于攪拌功率，攪拌時間約為1-30分鐘。為造出微小、均勻和穩(wěn)定的空氣氣泡，攪拌溫度(漿料的溫度)優(yōu)選相對較低，特別是約0-25℃，更特別的是5-20℃。
攪拌提供給漿料微米級大小的空氣氣泡。輕質的細顆粒聚集在漿料和空氣氣泡的界面以形成細顆粒層，而重質的粗顆粒在漿料壁內濃縮。因為細顆粒輕于粗顆粒，認為細磷酸鈣顆粒的這種定向局部發(fā)生在靠近表面的地方。這種定位需要粗顆粒和細顆粒在漿料中充分分散。因此不可缺少的，將蘋果酰胺和聚氧乙烯月桂醚用作表面活性劑。除了蘋果酰胺和聚氧乙烯月桂醚的其他表面活性劑不能提高細顆粒等的分散性，不能引起細顆粒的這種定向。
當含有空氣氣泡的漿料進行膠化、干燥和燒結時，聚集在漿料壁內的粗顆粒形成支撐部分1，細顆粒形成環(huán)狀部分2。使用蘋果酰胺表面活性劑和/或聚氧乙烯月桂醚表面活性劑因此可能制備出由支撐部分1和在孔11的壁上形成的環(huán)狀部分2組成的多孔磷酸鈣陶瓷。
發(fā)泡的漿料優(yōu)選用被柔韌的耐水性膜裝襯的模子澆注。由于陶瓷干燥時收縮，柔韌的耐水性膜很容易從模剝離，因此防止陶瓷在與模接觸的表面變形，或防止陶瓷內部的斷裂，因此提供一種高質量的干燥坯體。
(4)膠化在80-90℃下加熱發(fā)泡的漿料。當加熱漿料時，由于水溶性高分子化合物的作用發(fā)生膠化。膠化后，氣泡沒有大量消失。聚集在空氣氣泡界面的細顆粒因此在靠近界面處膠化。
(5)干燥優(yōu)選將生產的凝膠保持在水不沸騰的高溫，如80℃或更高且低于100℃，對凝膠進行干燥。當水沸騰時，氣泡可能會消失。當凝膠在使水不沸騰的高溫下干燥時，凝膠進行相當大的各向同性收縮，由此氣泡保持不變，不發(fā)生斷裂等。
(6)切割因為水溶性高分子化合物在干燥坯體中起粘合劑的作用，干燥的坯體具有足夠的處理所需的機械強度。因此，干燥坯體無需煅燒就可以被切割或加工成所需要的形狀。
(7)脫脂如需要，干燥坯體可以進行脫脂以除去水溶性高分子化合物和非離子表面活性劑。干燥坯體的脫脂可在300-900℃下進行。
(8)燒結干燥的坯體優(yōu)選在1000-1250℃下進行燒結。當燒結溫度低于1000℃時，生成的多孔磷酸鈣陶瓷沒有足夠的強度。另一方面，當燒結溫度高于1250℃時，太多的環(huán)狀部分消失。盡管燒結時間可以根據(jù)燒結溫度正確選擇，燒結時間通常為2-10小時。逐漸將干燥的坯體加熱到預定燒結溫度還能使干燥坯體脫脂。例如，干燥坯體以10到100℃/小時的速度從室溫加熱到約600℃ ，然后在以大約50到200℃/小時的速度加熱到燒結溫度，然后保持在燒結溫度。燒結完成后，可以緩慢冷卻。
盡管通過燒結除去水溶性高分子化合物和表面活性劑使孔收縮至燒結前的70％，粗和/或細磷酸鈣顆粒熔合在一起，并保持干燥坯體的結構。只有細顆粒停留在孔的細顆粒層中，因此將細顆粒層轉化成網(wǎng)絡結構。因此，可以獲得由含有孔的支撐部分和具有網(wǎng)絡結構的環(huán)狀部分組成的多孔磷酸鈣陶瓷。
通過下述實施例對本發(fā)明進行更詳細的解釋，而不是限制本發(fā)明的范圍。
具體實施例方式
實施例1將100質量份的平均直徑為15μm的羥磷灰石粉末和263質量份的水混合，在從SMT Co.，Ltd獲得的均化器PA92中攪拌，使得羥磷灰石粉末被部分研磨成平均直徑為0.5μm的羥磷灰石細顆粒，因此形成含有粗羥磷灰石顆粒和細羥磷灰石顆粒的分散系。在該分散系中粗顆粒對細顆粒的質量比約為1000比1。然后加入從Lion Corporation獲得的3％質量的蘋果酰胺表面活性劑溶液和67質量份的10質量％的甲基纖維素溶液，以獲得含有1質量％的蘋果酰胺表面活性劑的漿料。在攪拌功率60W/L(攪拌時的輸出)下用均化器劇烈攪拌5分鐘使?jié){料發(fā)泡，將漿料溫度保持在8℃。
將生成的含有空氣氣泡的漿料放入模中，在83℃下加熱2小時以生成凝膠。將凝膠在83℃下干燥。
將生成的干燥坯體在空氣中以50℃/小時的速度從室溫加熱到600℃，以100℃/小時的速度加熱到1200℃ ，在1200℃下燒結4小時，以50℃/小時的速度冷卻到600℃，在600℃下保持4小時，然后以100℃/小時的速度冷卻到室溫，以制備多孔燒結羥磷灰石陶瓷。
該多孔燒結羥磷灰石陶瓷的空隙率為85％。圖3和圖4為多孔羥磷灰石陶瓷的掃描電子顯微照片。圖3和圖4中清楚顯示的圖像，具有網(wǎng)絡結構的環(huán)狀部分在支撐部分的孔上形成，多孔羥磷灰石陶瓷有均勻的孔尺寸分布，大多在50-500μm范圍內。環(huán)狀部分的厚度約為1μm或更小，微孔的平均直徑約為800nm。
實施例2按照與實施例1中相同的方法制備多孔羥磷灰石陶瓷，除了將67質量份的10質量％的甲基纖維素溶液和3質量份的聚氧乙烯月桂醚表面活性劑(TEALS，從Nihon Surfactant Kogyo K.K.獲得)加入含有粗羥磷灰石顆粒和細羥磷灰石顆粒的分散系中。該多孔燒結羥磷灰石陶瓷的空隙率為88％。圖5和圖6為多孔羥磷灰石陶瓷的掃描電子顯微照片。圖5和圖6清楚的顯示，多孔羥磷灰石陶瓷有均勻的孔尺寸分布，大多在50-500μm范圍內。環(huán)狀部分的厚度約為1μm或等小，微孔的平均直徑約為800nm。
實施例3按照與實施例1中相同的方法制備多孔羥磷灰石陶瓷，除了將100質量份的平均直徑為15μm的粗羥磷灰石顆粒、0.1質量份的平均直徑為100nm的細羥磷灰石顆粒和263質量份的水混合以獲得分散系，將67質量份的10質量％的甲基纖維素溶液和3質量份的聚氧乙烯月桂醚表面活性劑(TEALS，從Nihon Surfactant Kogyo K.K.獲得)加入分散系中。該多孔燒結羥磷灰石陶瓷的空隙率為88％。圖7為多孔羥磷灰石陶瓷的掃描電子顯微照片。圖7清楚的顯示，多孔羥磷灰石陶瓷有均勻的孔尺寸分布，大多在50-500μm范圍內。環(huán)狀部分的厚度約為1μm或更小，微孔的平均直徑約為800nm。
對比例1按照與實施例1中相同的方法制備多孔羥磷灰石陶瓷，除了將10質量份(基于固體)的N，N-二甲基十二烷胺氧化物[“AROMOXTM”，從Lion Corporation獲得]作為脂肪酸鏈烷醇酰胺表面活性劑加入含有粗羥磷灰石顆粒和細羥磷灰石顆粒的分散系中，該表面活性劑還作為粘合劑。該多孔燒結羥磷灰石陶瓷的空隙率為85％。圖8為多孔羥磷灰石陶瓷的掃描電子顯微照片。圖8清楚的顯示，微孔遍布在多孔羥磷灰石陶瓷中，該陶瓷沒有由支撐部分和環(huán)狀部分組成的結構。
本發(fā)明的多孔磷酸鈣陶瓷由具有孔的支撐部分和在支撐部分的孔上形成的環(huán)狀部分組成。因為環(huán)狀部分具有納米細的微孔，因此具有網(wǎng)絡結構，當該多孔磷酸鈣陶瓷包埋在活體中時，骨形成蛋白質很容易的進入環(huán)狀部分，形成造骨細胞。而且，支撐部分的多孔壁相對密集，整體具有足夠的機械強度。具有如此優(yōu)選的骨形成能力和機械強度的多孔磷酸鈣陶瓷適合用作骨充填材料等。
本發(fā)明的方法提供了具有突出的骨形成能力和機械強度的多孔磷酸鈣陶瓷。本發(fā)明的制備方法，包括將含有粗磷酸鈣顆粒、細磷酸鈣顆粒、非離子表面活性劑和水溶性高分子化合物的漿料發(fā)泡；膠化發(fā)泡的漿料，使用蘋果酰胺和/或聚氧乙烯月桂醚作為非離子表面活性劑。漿料中的細磷酸鈣顆粒通過蘋果酰胺表面活性劑和/或聚氧乙烯月桂醚表面活性劑的作用在孔表面濃縮。因此，本發(fā)明的制備方法是一種用特定非離子表面活性劑對磷酸鈣顆粒進行定向的非常簡單的方法。
權利要求
1.一種多孔磷酸鈣陶瓷，由具有孔的支撐部分和在所述孔上形成的環(huán)狀部分組成，所述環(huán)狀部分具有大量微孔因此具有網(wǎng)絡結構。
2.根據(jù)權利要求1所述的多孔磷酸鈣陶瓷，其中所述的環(huán)狀部分從孔壁向內突出。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的多孔磷酸鈣陶瓷，其中所述的微孔的平均直徑為1-5000nm。
4.根據(jù)權利要求1-3任意一項所述的多孔磷酸鈣陶瓷，其中所示的環(huán)狀部分由細磷酸鈣顆粒形成。
5.根據(jù)權利要求1-4任意一項所示的多孔磷酸鈣陶瓷，其中所示的環(huán)狀部分的厚度為1μm或更小。
6.一種制備多孔磷酸鈣陶瓷的方法，包括攪拌含有粗磷酸鈣顆粒、細磷酸鈣顆粒、非離子表面活性劑和水溶性高分子化合物的漿料以使所述漿料發(fā)泡；膠化生成的發(fā)泡漿料；再干燥生成的凝膠以獲得多孔燒結磷酸鈣陶瓷；所述非離子表面活性劑為蘋果酰胺和/或聚氧乙烯月桂醚。
7.根據(jù)權利要求6所述的制備多孔磷酸鈣陶瓷的方法，其中所述粗顆粒通過攪拌其分散系被部分研磨，以獲得含有粗顆粒和細顆粒的所述漿料。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的制備多孔磷酸鈣陶瓷的方法，其中所述粗顆粒對所述細顆粒的質量比為1000/1-100000/1。
9.根據(jù)權利要求6-8任意一項所述的制備多孔磷酸鈣陶瓷的方法，其中所述粗顆粒的平均顆粒尺寸為5-20μm，所述細顆粒的平均顆粒尺寸為1μm或更小。
10.根據(jù)權利要求6-9任意一項所述的制備多孔磷酸鈣陶瓷的方法，其中將1到10質量份的所述水溶性高分子化合物和1到10質量份的所述非離子表面活性劑加入100質量份的全部所述粗顆粒和所述細顆粒中。
11.根據(jù)權利要求6-10任意一項所述的制備多孔磷酸鈣陶瓷的方法，其中所述粗顆粒、所述細顆粒、所述非離子表面活性劑和所述水溶性高分子化合物的總濃度為所述漿料的的20-50％質量比。
全文摘要
一種多孔磷酸鈣陶瓷，由具有孔的支撐部分和在孔上形成的環(huán)狀部分組成，環(huán)狀部分具有大量微孔因此具有網(wǎng)絡結構。一種制備多孔磷酸鈣陶瓷的方法，包括攪拌含有粗磷酸鈣顆粒、細磷酸鈣顆粒、非離子表面活性劑和水溶性高分子化合物的漿料使之發(fā)泡；膠化發(fā)泡的漿料；再干燥生成的凝膠以獲得燒結多孔磷酸鈣陶瓷；非離子表面活性劑為蘋果酰胺和/或聚氧乙烯月桂醚。
文檔編號A61K6/033GK1621391SQ20041009628
公開日2005年6月1日 申請日期2004年11月26日 優(yōu)先權日2003年11月27日
發(fā)明者松本智勇 申請人:賓得株式會社