RU2508132C1 - Способ получения кальций-фосфатных стеклокерамических материалов - Google Patents
Способ получения кальций-фосфатных стеклокерамических материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2508132C1 RU2508132C1 RU2013101217/15A RU2013101217A RU2508132C1 RU 2508132 C1 RU2508132 C1 RU 2508132C1 RU 2013101217/15 A RU2013101217/15 A RU 2013101217/15A RU 2013101217 A RU2013101217 A RU 2013101217A RU 2508132 C1 RU2508132 C1 RU 2508132C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- calcium
- sodium
- ceramics
- compounds
- porous
- Prior art date
Links
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 title claims description 18
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 title claims description 18
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 title claims description 18
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 title claims description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 7
- 229960001714 calcium phosphate Drugs 0.000 title description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 title description 8
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 title 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 15
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 7
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims abstract description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- -1 phosphorus compound Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 239000003495 polar organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 150000003388 sodium compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 15
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 241000779819 Syncarpia glomulifera Species 0.000 claims description 10
- 239000001739 pinus spp. Substances 0.000 claims description 10
- 229940036248 turpentine Drugs 0.000 claims description 10
- STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N tributyl phosphate Chemical compound CCCCOP(=O)(OCCCC)OCCCC STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N triethyl phosphate Chemical compound CCOP(=O)(OCC)OCC DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 5
- 239000006112 glass ceramic composition Substances 0.000 claims description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 150000003014 phosphoric acid esters Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 abstract description 10
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 abstract description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000012567 medical material Substances 0.000 abstract 1
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 8
- 229960005069 calcium Drugs 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- BCKXLBQYZLBQEK-KVVVOXFISA-M Sodium oleate Chemical compound [Na+].CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O BCKXLBQYZLBQEK-KVVVOXFISA-M 0.000 description 6
- ZCZLQYAECBEUBH-UHFFFAOYSA-L calcium;octadec-9-enoate Chemical compound [Ca+2].CCCCCCCCC=CCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCC=CCCCCCCCC([O-])=O ZCZLQYAECBEUBH-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 239000005312 bioglass Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000005373 porous glass Substances 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 2
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 2
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 2
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 2
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 2
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003462 bioceramic Substances 0.000 description 2
- 239000004068 calcium phosphate ceramic Substances 0.000 description 2
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 2
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 2
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 2
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 2
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 2
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000014653 Carica parviflora Nutrition 0.000 description 1
- 244000132059 Carica parviflora Species 0.000 description 1
- 241000206672 Gelidium Species 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 235000010419 agar Nutrition 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000005313 bioactive glass Substances 0.000 description 1
- 239000005317 bioglass 45S5 Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate;sodium Chemical compound [Na].CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 1
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 229940080264 sodium dodecylbenzenesulfonate Drugs 0.000 description 1
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical class [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
Изобретение относится к медицине. Описан способ получения кальций-фосфатных стеклокерамических материалов, который может быть использован в медицине, а именно в стоматологии и ортопедии для производства медицинских материалов, стимулирующих восстановление дефектов костной ткани, для формирования зубных пломб, зубных паст. Способ включает приготовление смеси, содержащей соединения кальция, фосфора, кремния и натрия, пропитку полученной смесью биоинертной не выгорающей пористой матрицы в виде керамики из оксидов алюминия или циркония с последующим прокаливанием, при этом в качестве соединения кремния используют тетраэтоксисилан, в качестве соединения фосфора используют эфир фосфорной кислоты, а в качестве соединений кальция и натрия используют их карбоксилаты в полярном органическом растворителе. Способ обеспечивает получение стеклокерамики непосредственно из раствора, минуя стадию приготовления золя, что позволяет формировать на пористых биоинертных имплантатах биоактивные кальций-фосфатные слои, повторяющие форму пор, что существенно упрощает способ и сокращает время процесса. Кроме того, способ предусматривает формирование тонких слоев на более прочной биоинертной пористой керамике. При этом осуществление процесса не требует сложного специального оборудования и дорогостоящих реагентов. 6 з.п. ф-лы, 5 пр.
Description
Изобретение относится к медицинской технике, в частности к получению биосовместимых имплантатов на основе фосфатов кальция, и может быть использовано в медицине, а именно в стоматологии и ортопедии.
Среди материалов для костных имплантатов особое место занимают биостекла, которые в настоящее время находят применение в ортопедии, стоматологии и челюстно-лицевой хирургии. Однако возможности непосредственного имплантирования конструкции, изготовленной из биоактивного керамического материала, для реконструкции органа с поврежденной костной тканью весьма ограничены. Причина состоит в низких показателях механической прочности, в том числе усталостной, и трещиностойкости биокерамики, биостекол и биоситаллов, которые существенно, в 10-100 раз ниже, чем у естественной костной ткани.
В отличие от кальций-фосфатной керамики гораздо более прочной является пористая керамика из оксидов алюминия или циркония. В то же время эта керамика является биоинертной, что не позволяет использовать ее в качестве имплантатов.
Известны способы получения биостекла в виде пористой керамики на основе фосфатов кальция. Пористую керамику получают в основном методом выгорающих добавок (в качестве которых используют муку, желатин, коллаген, хитозан и др.), пропиткой и последующим обжигом органических (полиуретановых) губок, либо вспениванием, например, при введении пероксида водорода.
При этом пористость, например, при использовании додецил-бензолсульфоната натрия достигает до 50-60%, а в случае глицина или агар-агара - порядка 80%. С использованием выгорающей добавки (например, муки) с размером частиц 40-200 мкм, вводимой в количестве 37 масс.%, удалось получить кальций-фосфатную керамику с объемным содержанием пор до 46%. В качестве выгорающих добавок используют также полимеры - желатин, коллаген, хитозан и др., при этом открытая пористость достигает 85%. Также используют коралл (основное вещество СаСО3), который в ходе гидротермальной обработки при 250°С в течение 24-48 ч переходит в гидроксиапатит, сохраняя исходную микроструктуру и открытую пористость. Пористая керамика имеет предел прочности при изгибе 2-11 МПа, что в два-три раза меньше необходимых значений, причем с увеличением пористости прочность материала резко снижается [Баринов С.М., Комлев B.C. Биокерамика на основе фосфатов кальция. - М.: Наука, 2005. - 204 с. - ISBN 5-02-033724-2].
Известен способ получения пористого стеклокристаллического биоактивного материала, включающий изготовление полусухой массы из порошка кальций-фосфатного стекла состава (мол.%): P2O5 - 39,10, СаО - 43,50, Al2O3 - 4,35, В2О3 - 4,35, TiO2 - 4,35, ZrO2 - 4,35 в 1% водном растворе поливинилового спирта, формование заготовок прессованием под давлением 2,5 МПа, обжиг заготовок в изотермических условиях при температуре 950°С в течение 1 часа [Бучилин Н.В., Строганова Е.Е. Спеченные стеклокристаллические материалы на основе кальций-фосфатных стекол. // Стекло и керамика. - 2008. №8 - С.8-11].
Недостатком способа является неудовлетворительная прочность получаемой пористой стеклокерамики.
Известен способ формирования пористой стеклянной подложки, включающий следующие стадии: плавление смеси, состоящей в основном из 40-60% SiO2, 5-30% Na2O, 10-35% СаО и до 12% Р2О5 при температуре 1350°С, охлаждение, измельчение полученного стекла и формирование пористой стеклянной подложки путем смешивания порошка с пенообразователем и горячего прессования порошка и пенообразователя в вакууме [пат. США №5676720, опубл. 14.10.1997].
К недостаткам этого способа относятся высокая температура варки стекла, многостадийность и недостаточная прочность получаемой пористой стеклокерамики.
В качестве наиболее близкого аналога выбран способ получения биостекла 45S5, содержащего кальций, фосфор, натрий и кремний [Junmin Qian, Yahong Kang, Zilin Wei, Wei Zhang. Fabrication and characterization of biomorphic 45S5 bioglass scaffold from sugarcane. Materials Science and Engineering: 2009. v.29. №4. pp.1361-1364]. Способ осуществляют следующим образом: тетра-этоксисилан и триэтилфосфат смешивают с 1-молярным раствором азотной кислоты и в течение 60 минут осуществляют гидролиз при перемешивании. Затем к смеси постепенно добавляют нитраты кальция и натрия. После 6-часового перемешивания получают прозрачную жидкость. Для созревания золя смесь выдерживают 5 дней в запаянном контейнере. В результате получают золь с содержанием твердой фазы 35%. Этим золем пропитывают крупнопористый материал из сахарного тростника (с диаметром пор ~ 10 мкм), который в дальнейшем подвергают термообработке при 1030°С. При этом тростниковая матрица выгорает и образуется пористый стеклокерамический материал.
К недостаткам способа относятся многостадийность, длительность процесса и недостаточная прочность получаемой стеклокерамики.
Задачей заявляемого изобретения является упрощение способа получения пористой кальций-фосфатной стеклокерамики за счет сокращения времени и числа стадий, а также повышение прочности получаемых материалов путем создания биоактивных слоев, повторяющих форму пор, на более прочных пористых биоинертных имплантатах.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения кальций-фосфатных стеклокерамических материалов, включающем приготовление смеси, содержащей соединения кальция, фосфора, кремния и натрия, пропитку полученной смесью биоинертной пористой матрицы с последующим прокаливанием, при этом в качестве соединения кремния используют тетраэтоксисилан, в качестве соединения фосфора используют эфир фосфорной кислоты, в отличие от известного способа, в качестве соединений кальция и натрия используют их карбоксилаты в полярном органическом растворителе, в качестве биоинертной матрицы используют невыгорающую пористую матрицу, а прокаливание после пропитки ведут при температуре 1000-1200°С.
При этом приготовление раствора для пропитки биоинертной керамики ведут при нагревании до полного растворения соединений кальция, фосфора, кремния и натрия, в качестве карбоксилатов кальция и натрия используют их олеаты, в качестве полярного органического растворителя используют, например, скипидар или бензол, в качестве эфира фосфорной кислоты используют, например, триэтилфосфат или трибутилфосфат, в качестве невыгорающей пористой матрицы используют прочную керамику из оксидов алюминия или циркония, перед прокаливанием пропитанную раствором пористую матрицу нагревают до 200-250°С для удаления избытка растворителя.
В общем случае способ осуществляют следующим образом.
Компоненты стекла в виде олеата кальция и олеата натрия в заданном соотношении растворяют в полярном органическом растворителе. В полученный раствор добавляют в заданном соотношении триэтилфосфат или трибутилфосфат, тетраэтоксисилан и нагревают до 160-180°С до полного растворения всех компонентов. Для получения биоактивных имплантатов полученным раствором пропитывают пористые биоинертные имплантаты с последующим нагреванием при 200-250°С для удаления избытка растворителя и прокаливают при температуре 1000-1200°С. При этом происходит формирование на пористых биоинертных имплантатах тонких биоактивных кальций-фосфатных стеклокерамических слоев, повторяющих форму пор.
Проведение высокотемпературной обработки промежуточного продукта в указанном интервале температур обусловлено тем, что в этих условиях обеспечивается полное сгорание органического вещества и образование стеклокерамической фазы целевого продукта, в связи с чем повышение температуры выше 1200°С экономически нецелесообразно. Экспериментально установлено, что время термообработки остатка, полученного после отгонки растворителя, при температуре 1000-1200°С составляет не более 1 часа.
Благодаря использованию более прочной (по сравнению с известной пористой матрицей) невыгорающей керамической пористой биоинертной матрицы из оксидов алюминия или циркония, пропитанных полученным раствором, содержащим компоненты стекла: тетраэтоксисилана, триэтилфосфата или трибутилфосфата и карбоксилатов кальция и натрия в полярном органическом растворителе, на пористой матрице непосредственно из раствора (а не из золя) формируются тонкие кальций-фосфатные слои, повторяющие форму пор. В результате получаются биосовместмые кальций-фосфатные материалы.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является достижение возможности получения биоактивной стеклокерамики не из золя, а непосредственно из раствора, легко проникающего в поры матрицы, минуя стадию образования золя, что позволяет формировать на прочных пористых биоинертных имплантатах биоактивные кальций-фосфатные слои, повторяющие форму пор, что существенно упрощает способ и сокращает время процесса. При этом осуществление процесса не требует сложного специального оборудования и дорогостоящих реагентов.
Возможность осуществления заявляемого изобретения подтверждается следующими примерами.
Пример 1. В 20 мл скипидара при нагревании растворяют 1,1 г олеата кальция, 1,0 г олеата натрия, добавляют 0,1 мл трибутилфосфата и 0,7 мл тетраэтоксисилана. Нагревание ведут при температуре 180°С до полного растворения всех компонентов. Этим раствором пропитывают пористую биоинертную керамику из оксида алюминия. Пропитанную керамику сначала нагревают до 200-250°С для удаления избытка скипидара, а затем прокаливают при температуре 1100°С в течение 1 часа. В результате получают биоактивную керамику с тонким биоактивным покрытием, отвечающим составу кальций-фосфатной стеклокерамики, содержащей, в %: P2O5 - 6, СаО - 24,5, Na2O - 24,5, SiO2 - 45,0.
Пример 2. В 20 мл бензола при нагревании растворяют 1,1 г олеата кальция, 0,96 г олеата натрия, добавляют 0,1 мл трибутилфосфата и 0,7 мл тетраэтоксисилана. Нагревание ведут при температуре 170°С до полного растворения всех компонентов. Этим раствором пропитывают пористую биоинертную керамику из оксида алюминия. Пропитанную керамику сначала нагревают при 200-250°С для удаления избытка бензола, а затем прокаливают при температуре 1200°С в течение 0,5 часа. В результате получают биоактивную керамику с тонким биоактивным покрытием, отвечающим составу кальций-фосфатной стеклокерамики, содержащей в %: P2O5 - 6, СаО - 25,5, Na2O - 23,5, SiO2 - 45,0.
Пример 3. В 20 мл скипидара при нагревании растворяют 1,1 г олеата кальция, 0,92 г олеата натрия, добавляют 0,1 мл трибутилфосфата и 0,7 мл тетраэтоксисилана. Нагревание ведут при температуре 180°С до полного растворения всех компонентов. Этим раствором пропитывают пористую биоинертную керамику из оксида циркония. Пропитанную керамику сначала нагревают при 200-250°С для удаления избытка скипидара, а затем прокаливают при температуре 1000°С в течение 1 часа. В результате получают биоактивную керамику с тонким биоактивным покрытием, отвечающим составу кальций-фосфатной стеклокерамики, содержащей в %: P2O5 - 6, СаО - 26,5, Na2O - 22,5, SiO2 - 45,0.
Пример 4. В 20 мл скипидара при нагревании растворяют 1,1 г олеата кальция, 0,92 г олеата натрия, добавляют 0,1 мл триэтилфосфата и 0,7 мл тетраэтоксисилана. Нагревание ведут при температуре 180°С до полного растворения всех компонентов. Этим раствором пропитывают пористую биоинертную керамику из оксида циркония. Пропитанную керамику сначала нагревают при 200-250°С для удаления избытка скипидара и затем прокаливают при температуре 1150°С в течение 55 мин. В результате получают биоактивную керамику с тонким биоактивным покрытием, отвечающим составу кальций-фосфатной стеклокерамики, содержащей в %: P2O5 - 7, СаО - 26,5, Na2O - 22,5, SiO2 - 44,0.
Пример 5. В 20 мл скипидара при нагревании растворяют 1,1 г олеата кальция, 0,92 г олеата натрия, добавляют 0,1 мл триэтилфосфата и 0,7 мл тетраэтоксисилана. Нагревание ведут при температуре 160°С до полного растворения всех компонентов. Этим раствором пропитывают пористую биоинертную керамику из оксида циркония. Пропитанную керамику сначала нагревают при 200-250°С для удаления избытка скипидара, а затем прокаливают при температуре 1100°С в течение 1 часа. В результате получают биоактивную керамику с тонким биоактивным покрытием, отвечающим составу кальций-фосфатной стеклокерамики, содержащей в %: P2O5 - 7, СаО - 26,5, Na2O - 22,5, SiO2 - 44,0.
Claims (7)
1. Способ получения кальций-фосфатных стеклокерамических материалов, включающий приготовление смеси, содержащей соединения кальция, фосфора, кремния и натрия, пропитку полученной смесью биоинертной пористой матрицы с последующим прокаливанием, при этом в качестве соединения кремния используют тетраэтоксисилан, в качестве соединения фосфора используют эфир фосфорной кислоты, отличающийся тем, что в качестве соединений кальция и натрия используют их карбоксилаты в полярном органическом растворителе, в качестве биоинертной матрицы используют невыгорающую пористую матрицу, а прокаливание после пропитки ведут при температуре 1000-1200°С.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что приготовление смеси ведут при нагревании в интервале температур 160-180°С до полного растворения соединений кальция, фосфора, кремния и натрия.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве карбоксилатов кальция и натрия используют олеаты указанных соединений.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве полярного органического растворителя используют, например, скипидар или бензол.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве эфира фосфорной кислоты используют, например, триэтилфосфат или трибутилфосфат.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве невыгорающей пористой матрицы используют керамику из оксидов алюминия или циркония.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед прокаливанием пропитанную раствором пористую матрицу нагревают до 200-250°С для удаления избытка растворителя.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013101217/15A RU2508132C1 (ru) | 2013-01-10 | 2013-01-10 | Способ получения кальций-фосфатных стеклокерамических материалов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013101217/15A RU2508132C1 (ru) | 2013-01-10 | 2013-01-10 | Способ получения кальций-фосфатных стеклокерамических материалов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2508132C1 true RU2508132C1 (ru) | 2014-02-27 |
Family
ID=50152063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013101217/15A RU2508132C1 (ru) | 2013-01-10 | 2013-01-10 | Способ получения кальций-фосфатных стеклокерамических материалов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2508132C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2690854C1 (ru) * | 2019-02-28 | 2019-06-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Способ получения борсодержащего биоактивного стекла |
| RU2714035C2 (ru) * | 2018-05-30 | 2020-02-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Рентгеноконтрастное биоактивное стекло и способ его получения |
| RU2765471C1 (ru) * | 2021-06-01 | 2022-01-31 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Способ получения биостекла, легированного диоксидом циркония |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2375038C2 (ru) * | 2004-03-02 | 2009-12-10 | Эрнст Мюльбауэр Гмбх Унд Ко. Кг | Полимеризуемый стоматологический материал, содержащий наполнитель, и способ его производства |
| RU2448741C1 (ru) * | 2011-03-24 | 2012-04-27 | Закрытое акционерное общество "Институт прикладной нанотехнологии" | Способ формирования наноструктурированного биосовместимого покрытия на имплантатах |
-
2013
- 2013-01-10 RU RU2013101217/15A patent/RU2508132C1/ru active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2375038C2 (ru) * | 2004-03-02 | 2009-12-10 | Эрнст Мюльбауэр Гмбх Унд Ко. Кг | Полимеризуемый стоматологический материал, содержащий наполнитель, и способ его производства |
| RU2448741C1 (ru) * | 2011-03-24 | 2012-04-27 | Закрытое акционерное общество "Институт прикладной нанотехнологии" | Способ формирования наноструктурированного биосовместимого покрытия на имплантатах |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Junmin Qian, , Yahong Kang, Zilin Wei, Wei Zhang. Fabrication and characterization of biomorphic 45S5 bioglass scaffold from sugarcane Materials Science and Engineering: C. Volume 29, Issue 4, 5 May 2009, Pages 1361-1364 (abstract) [найдено 2013.10.14]. Найдено из интернета: URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0928493108003378. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2714035C2 (ru) * | 2018-05-30 | 2020-02-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Рентгеноконтрастное биоактивное стекло и способ его получения |
| RU2690854C1 (ru) * | 2019-02-28 | 2019-06-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Способ получения борсодержащего биоактивного стекла |
| RU2765471C1 (ru) * | 2021-06-01 | 2022-01-31 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Способ получения биостекла, легированного диоксидом циркония |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104710188B (zh) | 一种钙硅酸盐生物陶瓷多孔材料、制备方法及应用 | |
| JPS63270061A (ja) | 無機生体材料の表面改質方法 | |
| JP4477377B2 (ja) | 生物活性レナナイト（ｒｈｅｎａｎｉｔｅ）ガラスセラミック | |
| JP2005118131A (ja) | ＣａＯ−ＭｇＯ−ＳｉＯ２系生体活性ガラス及びそれを用いたリン酸カルシウム焼結体 | |
| CN105311673A (zh) | 3d打印介孔生物活性玻璃改性的生物陶瓷支架及其制备方法和用途 | |
| KR20100039979A (ko) | 실리콘이 치환된 수산화아파타이트와 β-ＴＣＰ를 포함하는다공성 복합체 및 이의 제조방법 | |
| FU et al. | Zirconia incorporation in 3D printed β-Ca2SiO4 scaffolds on their physicochemical and biological property | |
| RU2508132C1 (ru) | Способ получения кальций-фосфатных стеклокерамических материалов | |
| US20160015853A1 (en) | Magnesium-calcium Silicate Bone Cement, Matrix Powder thereof and Producing Method Thereof | |
| TW201427728A (zh) | 用於製造多孔性聚磷酸鈣結構之方法 | |
| KR101762580B1 (ko) | 다공성 골이식재 제조방법 | |
| CN109534681A (zh) | 一种二硅酸锂复合生物玻璃陶瓷的制备方法 | |
| IT201900002229A1 (it) | Materiale biocompatibile e bioattivo e relativo procedimento di attuazione | |
| JP6035627B2 (ja) | β型リン酸三カルシウムからなる生体材料 | |
| US10646514B2 (en) | Processing methods of solgel-derived bioactive glass-ceramic compositions and methods of using the same | |
| KR100579155B1 (ko) | 칼슘 메타포스페이트로 코팅된 치과용 금속 임플란트 및그 제조방법 | |
| JP6109773B2 (ja) | 生体材料セラミックス焼結体及びその製造方法 | |
| Kenawy et al. | Bioactivity and characterization. Study of synthetic zirconia-silicate sol-gel glass powder | |
| JP5898877B2 (ja) | β型リン酸三カルシウムからなる生体材料セラミックス及びその製造方法 | |
| Bobkova et al. | Porous glass ceramic bioimplants | |
| Gajić et al. | Processing of gelatine coated composite scaffolds based on magnesium and strontium doped hydroxyapatite and yttria-stabilized zirconium oxide | |
| RU2743834C1 (ru) | Способ получения пористого биокерамического волластонита | |
| RU2392007C2 (ru) | Способ получения пористого материала на основе фосфата кальция | |
| RU2765471C1 (ru) | Способ получения биостекла, легированного диоксидом циркония | |
| RU2531377C2 (ru) | Способ получения пористого керамического материала на основе пирофосфата кальция |