一種用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物材料領(lǐng)域，特別涉及一種用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷及該生物陶瓷的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著材料科技的發(fā)展，生物材料因其對機(jī)體組織進(jìn)行修復(fù)、替代與再生的特殊性能，已經(jīng)成為當(dāng)今生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域重要的研宄方向之一。生物硬組織代用材料最早是使用體骨、動物骨，后來發(fā)展到采用不銹鋼和塑料，由于不銹鋼存在溶析、腐蝕和疲勞問題，塑料存在穩(wěn)定性差和強(qiáng)度低的問題。因此造成生物材料發(fā)展的瓶頸，生物陶瓷的出現(xiàn)，改善了現(xiàn)有替代材料的不足，因其諸多優(yōu)勢，因此，生物陶瓷具有了廣闊的發(fā)展前景。
[0003]氧化鋯陶瓷是以Zr02為主要成分的生物惰性陶瓷，其顯著特征是具有高斷裂韌性、高斷裂強(qiáng)度和低彈性模量。氧化鋯(Zr02)具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，在生理環(huán)境中呈現(xiàn)惰性，具有很好的生物相容性。
[0004]牙根是牙的根部，牙齒與牙床相連的部位，具有多條牙神經(jīng)，因此對于植入材料的要求較高，不僅需要較高的生物相容性，而且還要滿足日常生活磨損要求，具有較好的斷裂韌性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)問題:針對上述不足，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷及其制備方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷，由以下質(zhì)量份數(shù)的各個組分制備而成:
氧化錯70-85份、納米氧化鈦3-7份、氧化紀(jì)1-3份、納米氧化錫2_5份、磷酸媽5-10份和氧化鎂5-12份。
[0007]作為優(yōu)選，各個組分的質(zhì)量份數(shù)為:氧化鋯75-80份、納米氧化鈦4-6份、氧化釔
2-3份、納米氧化錫3-4份、磷酸鈣7-9份和氧化鎂7-10份。
[0008]作為優(yōu)選，各個組分的質(zhì)量份數(shù)為:氧化鋯77份、納米氧化鈦5份、氧化釔3份、納米氧化錫3份、磷酸鈣8份和氧化鎂9份。
[0009]一種用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷的制備方法，制備步驟如下:
(1)稱量:準(zhǔn)確稱取各個組分；
(2)球磨:將各個組分混合在一起，放入球磨機(jī)進(jìn)行研磨混合；
(3)冷壓成型:將混合粉體進(jìn)行冷壓成型；
(4)將成型后的粉體放入模具中，進(jìn)行高溫煅燒，溫度為1050°C_1300°C，壓力400-700MPa，時間 4_10h ;
(5)煅燒之后，待冷卻取出，即得到塊狀用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷。
[0010]作為優(yōu)選，步驟(4)中煅燒的溫度為1250°C。
[0011]作為優(yōu)選，步驟(4)中煅燒的壓力為650MPa。
[0012]有益效果:本發(fā)明提供的用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷，是一種以氧化鋯為主體材料的生物惰性陶瓷。根據(jù)牙根的特殊性，其對生物相容性和耐磨性能有較高的要求。本發(fā)明提供的生物陶瓷材料，是利用氧化鋯為主體材料，加入納米金屬氧化物、稀土氧化物和磷酸鈣，提升其耐磨性能的同時，也維持了其較高的斷裂韌性，而且具有較好的生物相容性，不會出現(xiàn)排斥反應(yīng)而造成牙根部位的劇烈疼痛感。
[0013]因此，本發(fā)明提供的用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷，具有斷裂韌性高，耐磨性能好的特點(diǎn)，同時具有較好的生物相容性，是較好的牙根替代材料。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。
[0015]實(shí)施例1:
一種用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷，包括以下質(zhì)量份數(shù)的各個組分:
氧化鋯70份、納米氧化鈦3份、氧化釔I份、納米氧化錫2份、磷酸鈣5份和氧化鎂5份。
[0016]根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法制備用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷，步驟如下:
(1)稱量:準(zhǔn)確稱取各個組分；
(2)球磨:將各個組分混合在一起，放入球磨機(jī)進(jìn)行研磨混合；
(3)冷壓成型:將混合粉體采用60T壓機(jī)進(jìn)行壓制；
(4)將成型后的粉體放入模具中，進(jìn)行高溫煅燒，溫度為1150°C，壓力600MPa，時間6h；
(5)煅燒之后，待冷卻取出，即得到塊狀用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷。
[0017]對得到的塊狀用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷進(jìn)行檢測，檢測生物陶瓷的性能:硬度1280HV ;壓縮強(qiáng)度2220MPa ;抗彎強(qiáng)度1080MPa ;韌性22MPa.m1/2。
[0018]實(shí)施例2:
一種用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷，包括以下質(zhì)量份數(shù)的各個組分:
氧化鋯85份、納米氧化鈦7份、氧化釔3份、納米氧化錫5份、磷酸鈣10份和氧化鎂12份。
[0019]根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法制備用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷，步驟如下:
(1)稱量:準(zhǔn)確稱取各個組分；
(2)球磨:將各個組分混合在一起，放入球磨機(jī)進(jìn)行研磨混合；
(3)冷壓成型:將混合粉體采用60T壓機(jī)進(jìn)行壓制；
(4)將成型后的粉體放入模具中，進(jìn)行高溫煅燒，溫度為1150°C，壓力600MPa，時間5h；
(5)煅燒之后，待冷卻取出，即得到塊狀用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷。
[0020]對得到的塊狀用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷進(jìn)行檢測，檢測生物陶瓷的性能:硬度1310HV ;壓縮強(qiáng)度2250MPa ;抗彎強(qiáng)度1120MPa ;韌性23MPa.m1/2。
[0021]實(shí)施例3:
一種用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷，包括以下質(zhì)量份數(shù)的各個組分: 氧化鋯80份、納米氧化鈦6份、氧化釔3份、納米氧化錫4份、磷酸鈣9份和氧化鎂10份。
[0022]根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法制備用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷，步驟如下:
(1)稱量:準(zhǔn)確稱取各個組分；
(2)球磨:將各個組分混合在一起，放入球磨機(jī)進(jìn)行研磨混合；
(3)冷壓成型:將混合粉體采用60T壓機(jī)進(jìn)行壓制；
(4)將成型后的粉體放入模具中，進(jìn)行高溫煅燒，溫度為1250°C，壓力650MPa，時間7h；
(5)煅燒之后，待冷卻取出，即得到塊狀用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷。
[0023]對得到的塊狀用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷進(jìn)行檢測，檢測生物陶瓷的性能:硬度1310HV ;壓縮強(qiáng)度2270MPa ;抗彎強(qiáng)度1150MPa ;韌性24MPa.m1/2。
[0024]實(shí)施例4:
一種用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷，包括以下質(zhì)量份數(shù)的各個組分:
氧化鋯75份、納米氧化鈦4份、氧化釔2份、納米氧化錫3份、磷酸鈣7份和氧化鎂7份。
[0025]根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法制備用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷，步驟如下:
(1)稱量:準(zhǔn)確稱取各個組分；
(2)球磨:將各個組分混合在一起，放入球磨機(jī)進(jìn)行研磨混合；
(3)冷壓成型:將混合粉體采用60T壓機(jī)進(jìn)行壓制；
(4)將成型后的粉體放入模具中，進(jìn)行高溫煅燒，溫度為1250°C，壓力650MPa，時間5h；
(5)煅燒之后，待冷卻取出，即得到塊狀用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷。
[0026]對得到的塊狀用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷進(jìn)行檢測，檢測生物陶瓷的性能:硬度1360HV ;壓縮強(qiáng)度2260MPa ;抗彎強(qiáng)度1150MPa ;韌性23MPa.m1/2。
[0027]實(shí)施例5:
一種用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷，包括以下質(zhì)量份數(shù)的各個組分:
氧化鋯77份、納米氧化鈦5份、氧化釔3份、納米氧化錫3份、磷酸鈣8份和氧化鎂9份。
[0028]根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法制備用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷，步驟如下:
(1)稱量:準(zhǔn)確稱取各個組分；
(2)球磨:將各個組分混合在一起，放入球磨機(jī)進(jìn)行研磨混合；
(3)冷壓成型:將混合粉體采用60T壓機(jī)進(jìn)行壓制；
(4)將成型后的粉體放入模具中，進(jìn)行高溫煅燒，溫度為1250°C，壓力650MPa，時間6h；
(5)煅燒之后，待冷卻取出，即得到塊狀用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷。
[0029]對得到的塊狀用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷進(jìn)行檢測，檢測生物陶瓷的性能:硬度1410HV ;壓縮強(qiáng)度2310MPa ;抗彎強(qiáng)度1170MPa ;韌性25MPa.m1/2。
[0030]對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷，其特征在于，由以下質(zhì)量份數(shù)的各個組分制備而成: 氧化錯70-85份、納米氧化鈦3-7份、氧化紀(jì)1-3份、納米氧化錫2_5份、磷酸媽5-10份和氧化鎂5-12份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷，其特征在于:各個組分的質(zhì)量份數(shù)為:氧化鋯75-80份、納米氧化鈦4-6份、氧化釔2-3份、納米氧化錫3_4份、磷酸鈣7-9份和氧化鎂7-10份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷，其特征在于:各個組分的質(zhì)量份數(shù)為:氧化鋯77份、納米氧化鈦5份、氧化釔3份、納米氧化錫3份、磷酸鈣8份和氧化鎂9份。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷的制備方法，其特征在于，制備步驟如下: (1)稱量:準(zhǔn)確稱取各個組分； (2)球磨:將各個組分混合在一起，放入球磨機(jī)進(jìn)行研磨混合； (3)冷壓成型:將混合粉體進(jìn)行冷壓成型； (4)將成型后的粉體放入模具中，進(jìn)行高溫煅燒，溫度為1050°C_1300°C，壓力400-700MPa，時間 4_10h ; (5)煅燒之后，待冷卻取出，即得到塊狀用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷的制備方法，其特征在于:步驟(4)中煅燒的溫度為1250°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷的制備方法，其特征在于:步驟(4)中煅燒的壓力為650MPa。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷及其制備方法，涉及生物材料領(lǐng)域，由以下質(zhì)量份數(shù)的各個組分制備而成：氧化鋯70-85份、納米氧化鈦3-7份、氧化釔1-3份、納米氧化錫2-5份、磷酸鈣5-10份和氧化鎂5-12份。一種用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷的制備方法，制備步驟如下：（1）稱量；（2）球磨；（3）冷壓成型；（4）高溫煅燒；（5）冷卻。本發(fā)明提供的用于制造牙根的氧化鋯生物陶瓷，具有斷裂韌性高，耐磨性能好的特點(diǎn)，同時具有較好的生物相容性，是較好的牙根替代材料。
【IPC分類】C04B35-48, C04B35-622
【公開號】CN104744038
【申請?zhí)枴緾N201510146931
【發(fā)明人】劉大學(xué), 李永超, 郭玉芹
【申請人】蘇州維泰生物技術(shù)有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月31日