一种磁性氧化锆生物陶瓷及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于生物材料领域，特别涉及一种磁性氧化锆生物陶瓷及该生物陶瓷的制备方法。
【背景技术】
[0002]生物陶瓷材料作为生物医学材料始于18世纪初，发展至今，已经有多种生物陶瓷材料可应用到生物医学领域。
[0003]中国陶瓷具有悠久的历史，但在生物陶瓷领域，我国于20世纪70年代初期开始进行研究，并用于临床。1974年开展微晶玻璃用于人工关节的研究；1977年氧化铝陶瓷在临床上获得应用；1979年高纯氧化铝单晶用于临床，以后又有新型生物陶瓷材料不断出现，并应用于临床。目前生物陶瓷的应用范围也正在逐步扩大，现可应用于人工骨、人工关节、人工齿根、骨充填材料、骨置换材料、骨结合材料、还可应用于人造心脏瓣膜、人工肌腱、人工血管、人工气管，经皮引线可应用于体内医学监测等。
[0004]人体磁场属于生物磁场范畴，随着检测技术的进一步发展，人体磁场可通过微弱磁场测定法进行检测，而且已有研究人体磁场对于一些疾病的诊断和治疗具有重要意义。通过外部磁场对人体磁场的促进作用，可达到一定的治疗效果，即磁疗。目前，磁疗对于人体的治疗作用主要体现在镇痛、镇静、消炎和消肿的作用。而在人体植入生物材料时，也会产生多种副作用，通过磁性来减缓副作用的影响，是生物陶瓷发展的一个重要方向。
【发明内容】
[0005]
本发明解决的技术问题:针对上述不足，克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种磁性氧化锆生物陶瓷及其制备方法。
[0006]本发明的技术方案:一种磁性氧化锆生物陶瓷，由以下质量份数的各个组分制备而成:
纳米氧化锆65.0-85.0份、纳米氧化铝12.0-22.0份、磷酸钙5.5-9.5份、镍粉2.5-5.0份、超细四氧化三铁3.0-6.0份、硅酸铝2.0-5.0份、氧化锌1.0-3.0份和铂金粉0.5-1.0份。
[0007]作为优选，所述生物陶瓷由以下质量份数的各个组分制备而成:纳米氧化锆69.0-77.0份、纳米氧化铝15.0-21.0份、磷酸钙6.5-8.5份、镍粉2.8-3.5份、超细四氧化三铁4.5-5.5份、硅酸铝3.0-4.0份、氧化锌1.5-2.5份和铂金粉0.6-0.8份。
[0008]更优地，所述生物陶瓷由以下质量份数的各个组分制备而成:纳米氧化锆73.0份、纳米氧化铝16.0份、磷酸钙7.5、份、镍粉3.2份、超细四氧化三铁5.3份、硅酸铝3.6份、氧化锌1.8份和铂金粉0.7份。
[0009]—种磁性氧化锆生物陶瓷的制备方法，制备步骤如下:
(1)备料:准确称取各个组分； (2)制备预混料:将各个组分混合在一起，放入研磨机器中进行研磨，得到预混料；
(3)高温煅烧:将步骤(2)制备的预混料放入模具中，在氩气保护下进行高温煅烧，温度为 1220V _1350°C，压力 500_800MPa，时间 2_5h ；
(4)分步冷却:煅烧之后，进入分布冷却阶段，第一阶段，将温度下降至850°C-900°C,压力保持不变，持续2h;第二阶段，温度进一步下降至550°C -600°C，压力逐步下降至200-300MPa，持续时间3h ;第三阶段，温度降至350°C -380°C，压力降至0，持续时间5h ;最后阶段，自然冷却；
(5)待冷却取出，即得到块状磁性氧化锆生物陶瓷。
[0010]作为优选，步骤(3)中高温煅烧的温度为1280°C。
[0011]作为优选，步骤(3)中高温煅烧的压力为680MPa。
[0012]有益效果:本发明提供的磁性氧化锆生物陶瓷，是一种具有磁性作用的生物惰性陶瓷。在生物陶瓷植入人体时，或多或少会与基体产生一些不良副作用，如何克服这种不良影响，有两种发展方向。第一种发展方向是，进一步提高生物陶瓷的生物相容性；第二，是利用生物陶瓷的性能来克服这种不良影响。目前，业内主要关注的是第一种发展方向，而忽略了第二种发展方向。本发明提供的磁性氧化锆生物陶瓷，是利用外加磁场对人体磁场的影响，通过“磁疗”来达到一定的镇痛、镇静、消肿和消炎的作用，从而降低了这种不良影响。
[0013]因此，本发明提供的磁性氧化锆生物陶瓷，不仅具有机械性能好，生物相容性高的特点，同时具有磁性作用，可降低生物陶瓷植入之后的副作用，具有较好的使用前景。
【具体实施方式】
[0014]为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
[0015]实施例1:
一种磁性氧化锆生物陶瓷，由以下质量份数的各个组分制备而成:
纳米氧化锆65.0份、纳米氧化铝12.0份、磷酸钙5.5份、镍粉2.5份、超细四氧化三铁
3.0份、硅酸铝2.0份、氧化锌1.0份和铂金粉0.5份。
[0016]—种磁性氧化锆生物陶瓷的制备方法，制备步骤如下:
(1)备料:准确称取各个组分；
(2)制备预混料:将各个组分混合在一起，放入研磨机器中进行研磨，得到预混料；
(3)高温煅烧:将步骤(2)制备的预混料放入模具中，在氩气保护下进行高温煅烧，温度为 1280°C，压力 680MPa MPa，时间 5h ；
(4)分步冷却:煅烧之后，进入分布冷却阶段，第一阶段，将温度下降至860°C，压力保持不变，持续2h ;第二阶段，温度进一步下降至600°C，压力逐步下降至250MPa，持续时间3h ;第三阶段，温度降至360°C，压力降至0，持续时间5h ;最后阶段，自然冷却；
(5)待冷却取出，即得到块状磁性氧化锆生物陶瓷。
[0017]对得到的块状磁性氧化锆生物陶瓷进行性能检测:抗压强度1150MPa;韧性18MPa.m1/2;弹性模量 132GPa。
[0018]实施例2: 一种磁性氧化锆生物陶瓷，由以下质量份数的各个组分制备而成:
纳米氧化锆85.0份、纳米氧化铝22.0份、磷酸钙9.5份、镍粉5.0份、超细四氧化三铁
6.0份、硅酸铝5.0份、氧化锌3.0份和铂金粉1.0份。
[0019]—种磁性氧化锆生物陶瓷的制备方法，制备步骤如下:
(1)备料:准确称取各个组分；
(2)制备预混料:将各个组分混合在一起，放入研磨机器中进行研磨，得到预混料；
(3)高温煅烧:将步骤(2)制备的预混料放入模具中，在氩气保护下进行高温煅烧，温度为 1280°C，压力 680MPa MPa，时间 2_5h ；
(4)分步冷却:煅烧之后，进入分布冷却阶段，第一阶段，将温度下降至860°C，压力保持不变，持续2h ;第二阶段，温度进一步下降至600°C，压力逐步下降至250MPa，持续时间3h ;第三阶段，温度降至360°C，压力降至0，持续时间5h ;最后阶段，自然冷却；
(5)待冷却取出，即得到块状磁性氧化锆生物陶瓷。
[0020]对得到的块状磁性氧化锆生物陶瓷进行性能检测:抗压强度1220MPa ;韧性21MPa.m1/2;弹性模量 136GPa。
[0021]实施例3:
一种磁性氧化锆生物陶瓷，由以下质量份数的各个组分制备而成:
纳米氧化锆69.0份、纳米