具有自修復(fù)功能。在不斷的摩 擦過(guò)程中，蛋白生物薄膜及石墨層對(duì)陶瓷生物材料進(jìn)行修復(fù)，在陶瓷摩擦界面起到了良好 的潤(rùn)滑作用，有效降低了陶瓷摩擦噪聲的產(chǎn)生，增加了陶瓷人工器官的使用壽命，提高了患 者的生活質(zhì)量。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0016] -、上述滲雜金屬的陶瓷生物材料通過(guò)金屬離子的釋放，催化體內(nèi)蛋白分解形成 碳薄膜(石墨層)實(shí)現(xiàn)對(duì)滲雜金屬的陶瓷生物材料的修復(fù)，降低陶瓷生物材料的磨損，得到 具有磨損自修復(fù)功能的陶瓷生物材料。
[0017] 二、上述滲雜金屬的陶瓷生物材料通過(guò)金屬離子的釋放，催化體內(nèi)蛋白分解形成 碳薄膜(石墨層)覆蓋在摩擦界面，降低了陶瓷生物材料的摩擦系數(shù)，陶瓷生物材料的摩擦 噪聲問(wèn)題得到明顯改善。
[0018] =、上述陶瓷生物材料，可W根據(jù)服役條件所需，將滲雜的金屬元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制 在1 %~10%之間。通過(guò)熱壓燒結(jié)制備的滲雜金屬的耐磨陶瓷生物材料的抗斷裂初性強(qiáng)度 比未滲雜金屬元素陶瓷生物材料的抗斷裂初性強(qiáng)度高。通過(guò)對(duì)比可W發(fā)現(xiàn)本發(fā)明制備的滲 雜金屬的陶瓷生物材料具有優(yōu)良的力學(xué)性能。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0020] 實(shí)施例1
[0021] A、原料準(zhǔn)備：銅粉、氧化錯(cuò)粉作為原料，其配比按照質(zhì)量百分比記為：氧化錯(cuò)粉 99%、銅粉1 %。將粉體原料在行星式球磨機(jī)中混合均勻。
[0022] B、將干燥的原料粉末裝入石墨模具中，在氣氣保護(hù)下進(jìn)行熱壓燒結(jié)，反應(yīng)熱壓燒 結(jié)溫度為ll〇〇°C，熱壓燒結(jié)時(shí)間為2小時(shí)，熱壓燒結(jié)的壓力為25MPa，制得滲雜金屬銅的具有 體內(nèi)磨損自修復(fù)功能的氧化錯(cuò)陶瓷生物材料，其中金屬銅滲雜比例為1%，陶瓷致密度達(dá)到 90%W 上。
[0023] 實(shí)施例2
[0024] A、原料準(zhǔn)備：銅粉、氧化錯(cuò)粉作為原料，其配比按照質(zhì)量百分比記為：氧化錯(cuò)粉 90%、銅粉10%。將粉體原料在行星式球磨機(jī)中混合均勻。
[0025] B、將干燥的原料粉末裝入石墨模具中，在氣氣保護(hù)下進(jìn)行熱壓燒結(jié)，反應(yīng)熱壓燒 結(jié)溫度為ll〇〇°C，熱壓燒結(jié)時(shí)間為3小時(shí)，熱壓燒結(jié)的壓力為30MPa，制得滲雜金屬銅的具有 體內(nèi)磨損自修復(fù)功能的氧化錯(cuò)陶瓷生物材料，其中金屬銅滲雜比例為10%，陶瓷致密度達(dá) 到90 % W上。
[00%] 實(shí)施例3
[0027] A、原料準(zhǔn)備：銘粉、氧化錯(cuò)粉作為原料，其配比按照質(zhì)量百分比記為：氧化錯(cuò)粉 99%、銘粉1 %。將粉體原料在行星式球磨機(jī)中混合均勻。
[0028] B、將干燥的原料粉末裝入石墨模具中，在氣氣保護(hù)下進(jìn)行熱壓燒結(jié)，反應(yīng)熱壓燒 結(jié)溫度為1400°C，熱壓燒結(jié)時(shí)間為3小時(shí)，熱壓燒結(jié)的壓力為25MPa，制得滲雜金屬銘的具有 體內(nèi)磨損自修復(fù)功能的氧化錯(cuò)陶瓷生物材料，其中金屬銘滲雜比例為1%，陶瓷致密度達(dá)到 90%W 上。
[00巧]實(shí)施例4
[0030] A、原料準(zhǔn)備：銘粉、氧化錯(cuò)粉作為原料，其配比按照質(zhì)量百分比記為：氧化錯(cuò)粉 90%、銘粉10%。將粉體原料在行星式球磨機(jī)中混合均勻。
[0031] B、將干燥的原料粉末裝入石墨模具中，在氣氣保護(hù)下進(jìn)行熱壓燒結(jié)，反應(yīng)熱壓燒 結(jié)溫度為1450°C，熱壓燒結(jié)時(shí)間為2小時(shí)，熱壓燒結(jié)的壓力為20MPa，制得滲雜金屬銘的具有 體內(nèi)磨損自修復(fù)功能的氧化錯(cuò)陶瓷生物材料，其中金屬銘滲雜比例為10%，陶瓷致密度達(dá) 到90 % W上。
[0032] 實(shí)施例5
[0033] A、原料準(zhǔn)備：銅粉、氧化侶粉作為原料，其配比按照質(zhì)量百分比記為：氧化侶粉 90%、銅粉10%。將粉體原料在行星式球磨機(jī)中混合均勻。
[0034] B、將干燥的原料粉末裝入石墨模具中，在氣氣保護(hù)下進(jìn)行熱壓燒結(jié)，反應(yīng)熱壓燒 結(jié)溫度為1200°C，熱壓燒結(jié)時(shí)間為2小時(shí)，熱壓燒結(jié)的壓力為30MPa，制得滲雜金屬銅的具有 體內(nèi)磨損自修復(fù)功能的氧化侶陶瓷生物材料，其中金屬銅滲雜比例為10%，陶瓷致密度達(dá) 到90 % W上。
[0035] 實(shí)施例6
[0036] A、原料準(zhǔn)備：銅粉、氧化侶粉作為原料，其配比按照質(zhì)量百分比記為：氧化侶粉 99%、銅粉1 %。將粉體原料在行星式球磨機(jī)中混合均勻。
[0037] B、將干燥的原料粉末裝入石墨模具中，在氣氣保護(hù)下進(jìn)行熱壓燒結(jié)，反應(yīng)熱壓燒 結(jié)溫度為1200°C，熱壓燒結(jié)時(shí)間為2小時(shí)，熱壓燒結(jié)的壓力為25MPa，制得滲雜金屬銅的具有 體內(nèi)磨損自修復(fù)功能的氧化侶陶瓷生物材料，其中金屬銅滲雜比例為11%，陶瓷致密度達(dá) 到90 % W上。
[003引實(shí)施例7~18中各自工藝參數(shù)具體數(shù)值如表1所示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種在體內(nèi)環(huán)境中具有磨損自修復(fù)功能的陶瓷生物材料制備方法，包含如下主要制 備步驟： A、 原料準(zhǔn)備：金屬粉、氧化鋯粉作為原料，其配比按照質(zhì)量百分比記為:氧化鋯粉90% ~99%、金屬粉1 %~10%，將粉體原料在行星式球磨機(jī)中混合分散均勻； B、 將干燥的粉末原料裝入模具中，在氬氣保護(hù)下進(jìn)行熱壓燒結(jié)，反應(yīng)熱壓燒結(jié)溫度為 1100°C_1800°C，熱壓燒結(jié)時(shí)間為0.5-3小時(shí)，熱壓燒結(jié)的壓力為20-40MPa，制得金屬摻雜質(zhì) 量比例在1%~10%之間，陶瓷致密度達(dá)到90%以上的目標(biāo)陶瓷生物材料； 所述的金屬粉純度為99.9%，粒徑分布在50nm-10ym之間，金屬粉為以下種類(lèi)任意一種 或者一種以上:銅、銀、鈷、絡(luò)、鉬、鉭、鎳。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的氧化鋯粉末純度為99.9%，粒徑分 布在100nm-40ym之間，也可用同樣級(jí)別的氧化錯(cuò)、碳化娃、氮化娃粉末代替。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的原料氧化鋯粉可為相同質(zhì)量比的氧 化錯(cuò)粉。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟B的制備方法中運(yùn)用到的保護(hù)氣 體，為不與材料發(fā)生反應(yīng)的保護(hù)氣體，比如:氬氣、氦氣。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種在體內(nèi)環(huán)境中具有磨損自修復(fù)功能的陶瓷生物材料制備方法，原料質(zhì)量百分比為：氧化鋯粉(或者氧化鋁粉)90％～99％、金屬粉1％～10％，原料放入行星式球磨機(jī)中濕法混合均勻并干燥后，在1100℃-1800℃下進(jìn)行惰性氣體保護(hù)熱壓燒結(jié)0.5-3小時(shí)即可。制得的陶瓷生物材料其中金屬摻雜質(zhì)量比例在1％-10％，本發(fā)明生物材料在人體內(nèi)作為摩擦配副(例如人工關(guān)節(jié)、人工椎間盤(pán)等)服役時(shí)，由于摩擦磨損及腐蝕，會(huì)在摩擦界面形成一層蛋白生物膜，隨著摩擦的不斷進(jìn)行，該蛋白生物膜可以轉(zhuǎn)變成石墨層，可有效地降低陶瓷生物材料摩擦、阻止材料的磨損。實(shí)現(xiàn)對(duì)陶瓷生物材料的磨損修復(fù)，使陶瓷生物材料在人體內(nèi)具有良好的磨損自修復(fù)功能。
【IPC分類(lèi)】A61L27/04, C22C29/12, C22C1/05
【公開(kāi)號(hào)】CN105603286
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510976318
【發(fā)明人】冷永祥, 鄧喬元, 謝東, 王進(jìn), 陳俊英, 楊蘋(píng), 黃楠
【申請(qǐng)人】西南交通大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2015年12月23日