CN116425532B 一种兼具生物活性和抗低温老化的氧化锆陶瓷及其制备方法 （华南理工大学）

一种兼具生物活性和抗低温老化的氧化锆本发明公开了一种兼具生物活性和抗低温明通过将生物活性物质负载在氧化锆多孔表层抗低温老化过渡层与氧化锆基体结合后一步烧2浆料B雾化喷涂在步骤(3)所述具有抗低温老化过渡层生膜的预烧结氧化锆陶瓷基体表面，(5)将步骤(4)所述具有多孔表层和抗低温老化过渡层的氧化锆陶瓷浸渍于步骤(1)制步骤(2)所述氧化锆粉体为3mol％氧化钇稳定四方氧化压处理的时间为2_30min；步骤(2)所述预烧结处理的温度为500_1000℃,预烧结处理的时2.根据权利要求1所述的一种兼具生物活性和抗低温老化的氧化锆陶瓷的制备方法，3.根据权利要求1所述的一种兼具生物活性和抗低温老化的氧化锆陶瓷的制备方法，34.根据权利要求1所述的一种兼具生物活性和抗低温老化的氧化锆陶瓷的制备方法，5.根据权利要求1所述的一种兼具生物活性和抗低温老化的氧化锆陶瓷的制备方法，体为5mol％氧化钇稳定四方氧化锆粉；步骤(4)所述溶剂为超纯水、无水乙醇中的至少一6.根据权利要求1所述的一种兼具生物活性和抗低温老化的氧化锆陶瓷的制备方法，的升温速率为2_15℃/min。7.根据权利要求1所述的一种兼具生物活性和抗低温老化的氧化锆陶瓷的制备方法，处理的升温速率为2_10℃/min。48.一种由权利要求1_7任一项所述的制备方法制备得到的兼具生物活性和抗低温老化5[0004]氧化锆的低温老化现象是指四方相氧化锆于低温(30_300℃)下在潮湿环境中水种植体的力学性能，而且可能损害其生物相容性，还导致加工工序混乱、生产成本过高。6[0006]为了克服现有技术的常规改性氧化锆陶瓷牙科种植体无法同时具备高力学强度、钇稳定四方氧化锆作为与潮湿环境中的水分直接接触的多孔表层和抗低温老化过渡层材氧化钇稳定四方氧化锆基体上构建5mol％氧化钇稳定四方氧化锆多孔表层和5mol％氧化7所述浆料B雾化喷涂在步骤(3)所述具有抗低温老化过渡生膜的预烧结氧化锆陶瓷基体表[0014](5)将步骤(4)所述具有多孔表层和抗低温老化过渡层的氧化锆陶瓷浸渍于步骤(1)制备的钙镁硅生物活性溶胶或钙硅磷生物活性溶胶中负压渗透处理，使钙得到表面层复合生物活性物质且具有抗低温老化过渡层的[0027]进一步地，步骤(2)所述干压成型的压力为45_80MPa，干压成型的时间为0.5_89高温烧结处理的升温速率为2_15℃/min。处理的升温速率为2_10℃/min。[0060]本发明提供一种由上述的制备方法制得的兼具生物活性和抗低温老化的氧化锆老化能力更强的5mol％氧化钇稳定四方氧化锆构成；内部致密的基体由力学强度更高的透过内部基体接触到3mol％氧化钇稳定四方氧化锆内部基体，造成内部基体的低温老化；[0063](2)本发明提供的制备方法，5mol％氧化钇稳定四方氧化锆多孔层和抗低温老化[0064](3)本发明制备的兼具生物活性和抗低温老化的氧化锆陶瓷在体外模拟低温老化[0065](4)本发明制备的兼具生物活性和抗低温老化的氧化锆陶瓷与骨髓间充质干细胞[0066](5)本发明制备的5mol％氧化钇稳定四方氧化锆多孔表层可以渗透各种生物活性[0068]图2为实施示例1_2的兼具生物活性和抗低温老化的氧化锆陶瓷的表面微观形貌[0069]图3为实施示例1_2的兼具生物活性和抗低温老化的氧化锆陶瓷于1倍改良模拟体[0070]图4为未经任何改性处理的3mol％氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷样品和实施示例1_4制备的兼具生物活性和抗低温老化的氧化锆陶瓷的样品在体外模拟低温老化实验进行[0071]图5为未经任何改性处理的3mol％氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷样品和实施示例1_4制备的兼具生物活性和抗低温老化的氧化锆陶瓷的样品在体外模拟低温老化实验进行[0072]图6为未经过任何改性处理的3mol％氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷和实施示例1_3制备的兼具生物活性和抗低温老化的氧化锆陶瓷与小鼠骨髓间充质干细胞共培养1天和3[0073]图7为未经过任何改性处理的3mol％氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷和实施示例1_3制备的兼具生物活性和抗低温老化的氧化锆陶瓷与小鼠骨髓间充质干细胞共培养7天和14[0076](1)制备钙硅磷生物活性溶胶：在34g的去离子水中加入50g正硅酸乙酯，混合均氧化锆浆料B；通过雾化喷涂工艺将氧化锆浆料B喷涂在步骤(3)制备的具有抗低温老化过[0080](5)将步骤(4)制备的具有多孔表层和抗低温老化过渡层的氧化锆陶瓷浸渍于步10min，使钙硅磷生物活性溶胶悬浮液渗透入氧化锆陶瓷的多孔表层中，取出，静置陈化表面复合钙硅磷生物活性物质的抗低温老化改性氧过渡层和多孔表层的结构示意图。抗低温老化过渡层位于多孔表层与氧化锆陶瓷基体中[0082]图2的a部分为实施示例1的具有多孔表层和抗低温老化过渡层的氧化锆陶瓷的表[0083]图2的b部分为实施示例1的表面复合钙硅磷生物活性物质的兼具生物活性和抗低面复合钙硅磷生物活性物质的兼具生物活性和抗低温老化的氧化锆陶瓷的弯曲强度为[0085]本实施例制备的表面复合钙硅磷生物活性物质的抗低温老化改性氧化锆陶瓷具活性物质的兼具生物活性和抗低温老化的氧化锆陶瓷[0087](1)制备钙硅磷生物活性溶胶：在40g的去离子水中加入35g正硅酸乙酯，混合均氧化锆浆料A；通过雾化喷涂工艺将氧化锆浆料A喷涂在步骤(2)制备预烧结氧化锆陶瓷基得到氧化锆浆料B；通过雾化喷涂工艺将氧化锆浆料B喷涂在步骤(3)制备的有抗老化过渡层生膜的预烧结氧化锆陶瓷基体表面，在0.2MPa压力下雾化喷涂10s，在80℃条件下干燥[0091](5)将步骤(4)制备的具有多孔表层和抗低温老化过渡层的氧化锆陶瓷浸渍于步25min，使钙硅磷生物活性溶胶悬浮液渗透入氧化锆陶瓷的多孔表层中，取出，静置陈化表面复合钙硅磷生物活性物质的抗低温老化改性氧[0092]图2的c部分为实施示例2的具有多孔表层和抗低温老化过渡层的氧化锆陶瓷的表[0093]图2的d部分为实施示例2的表面复合钙硅磷生物活性物质的兼具生物活性和抗低合钙硅磷生物活性物质的抗低温老化改性氧化锆陶瓷的弯曲强[0095]本实施例制备的表面复合钙硅磷生物活性物质的抗低温老化改性氧化锆陶瓷具[0097](1)制备钙镁硅生物活性溶胶：在41g的去离子水中加入30g正硅酸乙酯，混合均[0101](5)将步骤(4)制备的具有多孔表层和抗低温老化过渡层的氧化锆陶瓷浸渍于步25min，使钙镁硅生物活性溶胶悬浮液渗透入氧化锆陶瓷的多孔表层中，取出，静置陈化表面复合钙镁硅生物活性物质的抗低温老化改性氧面复合钙镁硅生物活性物质的抗低温老化改性氧化锆陶瓷的弯曲[0104](1)制备钙镁硅生物活性溶胶：在46g的去离子水中加入24g正硅酸乙酯，混合均通过雾化喷涂工艺将氧化锆浆料B喷涂在步骤(2)制备的预烧结氧化锆陶瓷基体表面，在得到氧化锆浆料B；通过雾化喷涂工艺将氧化锆浆料B喷涂在步骤(3)制备的有抗老化过渡层生膜的预烧结氧化锆陶瓷基体表面，在0.4MPa压力下雾化喷涂10s，在80℃条件下干燥[0108](5)将步骤(4)制备的具有多孔表层和抗低温老化过渡层的氧化锆陶瓷浸渍于步60min，使钙镁硅生物活性溶胶悬浮液渗透入氧化锆陶瓷的多孔表层中，取出，静置陈化表面复合钙镁硅生物活性物质的抗低温老化改性氧面复合钙镁硅生物活性物质的抗低温老化改性氧化锆陶瓷的弯曲[0111]将未经任何改性处理的3mol％氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷样品、实施示例1_4制化钇稳定四方氧化锆基陶瓷材料》使用高压蒸汽加速水热老化法，以超纯水产生的水蒸气为老化介质，以高压水热釜提供的134℃/0.2MPa为老化环境，模拟37℃干燥2h。使用X射线衍射仪分析各样品在体外模拟低温老化不同时长后表面的单斜相氧化锆的含量变化情况，并以样品表面单斜相体积分数的形式描述样品的老化程度；参照[0113]图4为未经任何改性处理的3mol％氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷样品和实施示例1_4制备的兼具生物活性和抗低温老化的氧化锆陶瓷的样品在体外模拟低温老化实验进行[0114]由图4可知，未经任何改性处理的3mol％氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷样品在体外模拟低温老化实验中发生了显著的低温老化情况，老化80h后表面单斜相氧化锆含量超过50vol表现出较差的抗低温老化能力。实施示例1_4制备的兼具生物活性和抗低温老化的氧化锆陶瓷在体外模拟低温老化实验中发生了一定程度的低温老化情况，但老化80h后[0115]图5的a至e部分分别为未经任何改性处理的3mol％氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷样品和实施示例1_4制备的兼具生物活性和抗低温老化的氧化锆陶瓷的样品在体外模拟低温多孔表层和抗低温老化过渡层保护了3mol％氧化钇稳定四方氧化锆内部基体抵抗住了低稳定四方氧化锆陶瓷样品、实施示例1_3制备的兼具生物活性和抗低温老化的氧化锆陶瓷[0121]图6为未经过任何改性处理的3mol％氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷和实施示例1_3制备的兼具生物活性和抗低温老化的氧化锆陶瓷与小鼠骨髓间充质干细胞共培养1天和3[0122]由图6可知，相比于未经过任何改性处理的3mol％氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷样品，实施示例1_3制备的兼具生物活性和抗低温老化的氧化锆陶瓷与小鼠骨髓间充质干细[0123]图7为未经过任何改性处理的3mol％氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷和实施示例1_3制备的兼具生物活性和抗低温老化的氧化锆陶瓷与小鼠骨髓间充质干细胞共培养7天和14[012