用于股骨頭的氧化鋁陶瓷及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于股骨頭的氧化鋁陶瓷及其制備方法，用于股骨頭的氧化鋁陶瓷包括以下重量份計的原料：氧化鋁100～200份、聚氨酯40～80份、甲基纖維素30～60份、聚羥基乙酸40～100份、二氧化鈦50～100份、氧化鈉30～70份、聚丙烯酰胺40～80份、磷酸四鈣30～70份、改性劑10～40份。制備方法：氧化鋁、聚氨酯、甲基纖維素、聚羥基乙酸、二氧化鈦、氧化鈉、聚丙烯酰胺、磷酸四鈣、改性劑在乙醇中濕磨18～24h，真空干燥、篩選；干燥，混合粉末在280～300MPa條件下冷壓成型；900～1500℃燒結1～2h。本發(fā)明具有良好的耐磨損性能，磨損率為0.03～0.04mm/年，甲基纖維素可以防止沉淀產(chǎn)生，減小磨損，延長使用壽命。
【專利說明】用于股骨頭的氧化鋁陶瓷及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物醫(yī)藥材料領域，尤其涉及一種用于股骨頭的氧化鋁陶瓷及其制備 方法。

【背景技術】
[0002] 生物醫(yī)用復合材料（biomedical composite materials)是由兩種或兩種以上的 不同材料復合而成的生物醫(yī)用材料它主要用于人體組織的修復、替換和人體器官的制造。 長期臨床應用發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)醫(yī)用金屬材料和高分子材料不具生物活性，與組織不易牢固結合， 在生理環(huán)境中或植入體內后受生理環(huán)境的影響，導致金屬離子或單體釋放，造成對機體的 不良影響。而生物陶瓷材料雖然具有良好的化學穩(wěn)定性和相容性、高的強度和耐磨、耐蝕 性，但材料的抗彎強度低、脆性大，在生理環(huán)境中的疲勞與破壞強度不高，在沒有補強措施 的條件下，它只能應用于不承受負荷或僅承受純壓應力負荷的情況。因此，單一材料不能很 好地滿足臨床應用的要求。利用不同性質的材料復合而成的生物醫(yī)用復合材料，不僅兼具 組分材料的性質，而且可以得到單組分材料不具備的新性能，為獲得結構和性質類似于人 體組織的生物醫(yī)學材料開辟了一條廣闊的途徑，生物醫(yī)用復合材料必將成為生物醫(yī)用材料 研究和發(fā)展中最為活躍的領域。
[0003] 以陶瓷、玻璃作為基體材料的陶瓷基復合材料是一種具有廣闊應用前景的醫(yī)用材 料，它是通過將晶片、晶須、顆粒、纖維等不同的增強材料引入陶瓷中而獲得的一類復合材 料。有文獻數(shù)據(jù)顯示人體骨骼中鈣、磷的總含量達到了 58%，因此許多科研人員就將鈣磷陶 瓷當做一種骨骼移植材料來開發(fā)。早期使用的陶瓷材料在植入生命體內后不能與骨組織形 成鍵，例如氧化鋁陶瓷，到70年代就出現(xiàn)了一些具有生物親和性的活性陶瓷。隨著臨床應 用，生物活性陶瓷作為一種骨骼修復材料逐漸開始應用。但生物陶瓷材料本身同時具有彎 曲強度較低、彈性性能較差的特點，因而單靠陶瓷材料不能滿足目前醫(yī)學水平的發(fā)展。但將 生物活性陶瓷與其它材料進行復合后，就生成了一種同時具備各組分本身性能又增加新性 能的陶瓷基生物醫(yī)用復合材料。
[0004] 最早出現(xiàn)的生物材料是醫(yī)用金屬材料，隨著人類的進步，生物材料獲得了長足的 發(fā)展，現(xiàn)在生物材料主要包括三大類：醫(yī)用金屬材料（biomedicalmetallic materials); 醫(yī)用高分子材料（biomedical polymers):醫(yī)用生物玻璃陶瓷。生物玻璃陶瓷由于它的良 好的生物相容性和力學性能而得到人們的青睞。而且它的色澤與人類骨骼的色澤相似，不 易臟化，特別適合于填補空洞，填補牙冠和遮蓋牙面缺陷，使得生物玻璃陶瓷成為金屬牙科 材料的替代品。生物玻璃陶瓷主要包括三類：生物惰性玻璃陶瓷（bioinert ceramics):生 物可降解陶瓷（biodegradeble ceralnics);生物活性陶瓷（bioactiveceramics)。


【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種用于股骨頭的氧化鋁陶瓷及其制備方法， 氧化鋁陶瓷磨損小，使用壽命長。
[0006] 為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案： 用于股骨頭的氧化鋁陶瓷，包括以下重量份計的原料：氧化鋁100?200份、聚氨酯 40?80份、甲基纖維素30?60份、聚輕基乙酸40?100份、二氧化鈦50?100份、氧化 鈉30?70份、聚丙烯酰胺40?80份、磷酸四鈣30?70份、改性劑10?40份。
[0007] 作為對本發(fā)明的進一步改進，用于股骨頭的氧化鋁陶瓷，包括以下重量份計的原 料：氧化鋁150份、聚氨酯60份、甲基纖維素40份、聚羥基乙酸60份、二氧化鈦80份、氧化 鈉50份、聚丙烯酰胺60份、磷酸四鈣50份、改性劑20份。
[0008] 作為對本發(fā)明的進一步改進，氧化鋁的粒徑為20?120 μ m。
[0009] 作為對本發(fā)明的進一步改進，改性劑為聚丙烯纖維或呋喃樹脂。
[0010] 本發(fā)明還提供了一種用于股骨頭的氧化鋁陶瓷的制備方法。
[0011] 一種用于股骨頭的氧化鋁陶瓷的制備方法，包括以下步驟：氧化鋁、聚氨酯、甲基 纖維素、聚羥基乙酸、二氧化鈦、氧化鈉、聚丙烯酰胺、磷酸四鈣、改性劑在乙醇中濕磨18? 24h，真空干燥、篩選；干燥，混合粉末在280?300MPa條件下冷壓成型；900?1500°C燒結 1 ?2h。
[0012] 作為對本發(fā)明的進一步改進，第二次干燥溫度為80?90°C，干燥時間為18? 24h。
[0013] 有益效果：本發(fā)明可以應用于股骨頭壞死等患者的股骨頭置換，具有良好的耐磨 損性能，磨損率為0. 03?0. 04mm/年，甲基纖維素可以防止沉淀產(chǎn)生，減小磨損，延長使用 壽命。

【具體實施方式】
[0014] 下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0015] 實施例1 用于股骨頭的氧化鋁陶瓷，包括以下重量份計的原料：氧化鋁150份、聚氨酯60份、甲 基纖維素40份、聚羥基乙酸60份、二氧化鈦80份、氧化鈉50份、聚丙烯酰胺60份、磷酸四 鈣50份、改性劑20份。
[0016] 氧化鋁的粒徑為70 μ m。
[0017] 改性劑為聚丙烯纖維。
[0018] 一種用于股骨頭的氧化鋁陶瓷的制備方法，包括以下步驟：氧化鋁、聚氨酯、甲基 纖維素、聚羥基乙酸、二氧化鈦、氧化鈉、聚丙烯酰胺、磷酸四鈣、改性劑在乙醇中濕磨21h， 真空干燥、篩選；干燥，混合粉末在290MPa條件下冷壓成型；1200°C燒結I. 5h。
[0019] 第二次干燥溫度為85°C，干燥時間為21h。
[0020] 實施例2 用于股骨頭的氧化鋁陶瓷，包括以下重量份計的原料：氧化鋁100份、聚氨酯40份、甲 基纖維素30份、聚羥基乙酸40份、二氧化鈦50份、氧化鈉30份、聚丙烯酰胺40份、磷酸四 鈣30份、改性劑10份。
[0021] 氧化鋁的粒徑為20 μ m。
[0022] 改性劑為呋喃樹脂。
[0023] -種用于股骨頭的氧化鋁陶瓷的制備方法，包括以下步驟：氧化鋁、聚氨酯、甲基 纖維素、聚羥基乙酸、二氧化鈦、氧化鈉、聚丙烯酰胺、磷酸四鈣、改性劑在乙醇中濕磨18h， 真空干燥、篩選；干燥，混合粉末在280MPa條件下冷壓成型；900°C燒結lh。
[0024] 第二次干燥溫度為80°C，干燥時間為18h。
[0025] 實施例3 用于股骨頭的氧化鋁陶瓷，包括以下重量份計的原料：氧化鋁200份、聚氨酯80份、甲 基纖維素60份、聚羥基乙酸100份、二氧化鈦100份、氧化鈉70份、聚丙烯酰胺80份、磷酸 四鈣70份、改性劑40份。
[0026] 氧化鋁的粒徑為120 μ m。
[0027] 改性劑為聚丙烯纖維。
[0028] -種用于股骨頭的氧化鋁陶瓷的制備方法，包括以下步驟：氧化鋁、聚氨酯、甲基 纖維素、聚羥基乙酸、二氧化鈦、氧化鈉、聚丙烯酰胺、磷酸四鈣、改性劑在乙醇中濕磨24h， 真空干燥、篩選；干燥，混合粉末在300MPa條件下冷壓成型；1500°C燒結2h。
[0029] 第二次干燥溫度為90°C，干燥時間為24h。
[0030] 實施例4 用于股骨頭的氧化鋁陶瓷，包括以下重量份計的原料：氧化鋁120份、聚氨酯50份、甲 基纖維素40份、聚羥基乙酸50份、二氧化鈦60份、氧化鈉40份、聚丙烯酰胺50份、磷酸四 鈣40份、改性劑20份。
[0031] 氧化鋁的粒徑為100 μ m。
[0032] 改性劑為聚丙烯纖維。
[0033] -種用于股骨頭的氧化鋁陶瓷的制備方法，包括以下步驟：氧化鋁、聚氨酯、甲基 纖維素、聚羥基乙酸、二氧化鈦、氧化鈉、聚丙烯酰胺、磷酸四鈣、改性劑在乙醇中濕磨20h， 真空干燥、篩選；干燥，混合粉末在285MPa條件下冷壓成型；KKKTC燒結I. 2h。
[0034] 第二次干燥溫度為85°C，干燥時間為18h。
[0035] 對比例1 與實施例1相同，不同在于：不加甲基纖維素。
[0036] 性能測試 測定實施例和對比例的產(chǎn)品性能，選取20例股骨頭置換患者，放射線觀察5年后的磨 損率。結果見表1。
[0037] 表 1

【權利要求】
1. 用于股骨頭的氧化鋁陶瓷，其特征在于，包括以下重量份計的原料：氧化鋁100? 200份、聚氨酯40?80份、甲基纖維素30?60份、聚輕基乙酸40?100份、二氧化鈦50? 100份、氧化鈉30?70份、聚丙烯酰胺40?80份、磷酸四鈣30?70份、改性劑10?40 份。
2. 根據(jù)權利要求1所述的用于股骨頭的氧化鋁陶瓷，其特征在于，包括以下重量份計 的原料：氧化鋁150份、聚氨酯60份、甲基纖維素40份、聚羥基乙酸60份、二氧化鈦80份、 氧化鈉50份、聚丙烯酰胺60份、磷酸四鈣50份、改性劑20份。
3. 根據(jù)權利要求1所述的用于股骨頭的氧化鋁陶瓷，其特征在于，氧化鋁的粒徑為 20 ?120 u m。
4. 根據(jù)權利要求1所述的用于股骨頭的氧化鋁陶瓷，其特征在于，改性劑為聚丙烯纖 維或呋喃樹脂。
5. 基于權利要求1所述的用于股骨頭的氧化鋁陶瓷的制備方法，其特征在于，包括以 下步驟：氧化鋁、聚氨酯、甲基纖維素、聚羥基乙酸、二氧化鈦、氧化鈉、聚丙烯酰胺、磷酸四 鈣、改性劑在乙醇中濕磨18?24h，真空干燥、篩選；干燥，混合粉末在280?300MPa條件 下冷壓成型；900?1500°C燒結1?2h。
6. 根據(jù)權利要求5所述的用于股骨頭的氧化鋁陶瓷的制備方法，其特征在于，第二次 干燥溫度為80?90°C,干燥時間為18?24h。
【文檔編號】C04B35/10GK104446387SQ201410627530
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月10日 優(yōu)先權日:2014年11月10日
【發(fā)明者】潘林根, 邱東成, 劉樂峰 申請人:蘇州維泰生物技術有限公司