一种用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷及其制备方法.pdf

本发明公开了一种用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷及其制备方法，涉及生物材料领域，由以下质量份数的各个组分制备而成：氧化锆70-85份、纳米氧化钛3-7份、氧化钇1-3份、纳米氧化锡2-5份、磷酸钙5-10份和氧化镁5-12份。一种用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷的制备方法，制备步骤如下：（1）称量；（2）球磨；（3）冷压成型；（4）高温煅烧；（5）冷却。本发明提供的用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷，具有断裂韧性高，耐磨性能好的特点，同时具有较好的生物相容性，是较好的牙根替代材料。

1.  一种用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷，其特征在于，由以下质量份数的各个组分制备而成：
氧化锆70-85份、纳米氧化钛3-7份、氧化钇1-3份、纳米氧化锡2-5份、磷酸钙5-10份和氧化镁5-12份。

2.  根据权利要求1所述的用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷，其特征在于：各个组分的质量份数为：氧化锆75-80份、纳米氧化钛4-6份、氧化钇2-3份、纳米氧化锡3-4份、磷酸钙7-9份和氧化镁7-10份。

3.  根据权利要求2所述的用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷，其特征在于：各个组分的质量份数为：氧化锆77份、纳米氧化钛5份、氧化钇3份、纳米氧化锡3份、磷酸钙8份和氧化镁9份。

4.  一种根据权利要求1所述的用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：
（1）称量：准确称取各个组分；
（2）球磨：将各个组分混合在一起，放入球磨机进行研磨混合；
（3）冷压成型：将混合粉体进行冷压成型；
（4）将成型后的粉体放入模具中，进行高温煅烧，温度为1050℃-1300℃，压力400-700MPa，时间4-10h；
（5）煅烧之后，待冷却取出，即得到块状用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷。

5.  根据权利要求4所述的用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（4）中煅烧的温度为1250℃。

6.  根据权利要求4所述的用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（4）中煅烧的压力为650MPa。

一种用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷及其制备方法
技术领域
本发明属于生物材料领域，特别涉及一种用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷及该生物陶瓷的制备方法。
背景技术
随着材料科技的发展，生物材料因其对机体组织进行修复、替代与再生的特殊性能，已经成为当今生物医学领域重要的研究方向之一。生物硬组织代用材料最早是使用体骨、动物骨，后来发展到采用不锈钢和塑料，由于不锈钢存在溶析、腐蚀和疲劳问题，塑料存在稳定性差和强度低的问题。因此造成生物材料发展的瓶颈，生物陶瓷的出现，改善了现有替代材料的不足，因其诸多优势，因此，生物陶瓷具有了广阔的发展前景。
氧化锆陶瓷是以ZrO2为主要成分的生物惰性陶瓷，其显著特征是具有高断裂韧性、高断裂强度和低弹性模量。氧化锆（ZrO2）具有极高的化学稳定性和热稳定性，在生理环境中呈现惰性，具有很好的生物相容性。
牙根是牙的根部,牙齿与牙床相连的部位，具有多条牙神经，因此对于植入材料的要求较高，不仅需要较高的生物相容性，而且还要满足日常生活磨损要求，具有较好的断裂韧性。
发明内容
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用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷及其制备方法。
本发明的技术方案：一种用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷，由以下质量份数的各个组分制备而成：
氧化锆70-85份、纳米氧化钛3-7份、氧化钇1-3份、纳米氧化锡2-5份、磷酸钙5-10份和氧化镁5-12份。
作为优选，各个组分的质量份数为：氧化锆75-80份、纳米氧化钛4-6份、氧化钇2-3份、纳米氧化锡3-4份、磷酸钙7-9份和氧化镁7-10份。
作为优选，各个组分的质量份数为：氧化锆77份、纳米氧化钛5份、氧化钇3份、纳米氧化锡3份、磷酸钙8份和氧化镁9份。
一种用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷的制备方法，制备步骤如下：
（1）称量：准确称取各个组分；
（2）球磨：将各个组分混合在一起，放入球磨机进行研磨混合；
（3）冷压成型：将混合粉体进行冷压成型；
（4）将成型后的粉体放入模具中，进行高温煅烧，温度为1050℃-1300℃，压力400-700MPa，时间4-10h；
（5）煅烧之后，待冷却取出，即得到块状用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷。
作为优选，步骤（4）中煅烧的温度为1250℃。
作为优选，步骤（4）中煅烧的压力为650MPa。
有益效果：本发明提供的用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷，是一种以氧化锆为主体材料的生物惰性陶瓷。根据牙根的特殊性，其对生物相容性和耐磨性能有较高的要求。本发明提供的生物陶瓷材料，是利用氧化锆为主体材料，加入纳米金属氧化物、稀土氧化物和磷酸钙，提升其耐磨性能的同时，也维持了其较高的断裂韧性，而且具有较好的生物相容性，不会出现排斥反应而造成牙根部位的剧烈疼痛感。
因此，本发明提供的用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷，具有断裂韧性高，耐磨性能好的特点，同时具有较好的生物相容性，是较好的牙根替代材料。
具体实施方式
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。
实施例 1：
一种用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷，包括以下质量份数的各个组分：
氧化锆70份、纳米氧化钛3份、氧化钇1份、纳米氧化锡2份、磷酸钙5份和氧化镁5份。
根据本发明提供的制备方法制备用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷，步骤如下：
（1）称量：准确称取各个组分；
（2）球磨：将各个组分混合在一起，放入球磨机进行研磨混合；
（3）冷压成型：将混合粉体采用60T压机进行压制；
（4）将成型后的粉体放入模具中，进行高温煅烧，温度为1150℃，压力600MPa，时间6h；
（5）煅烧之后，待冷却取出，即得到块状用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷。
对得到的块状用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷进行检测，检测生物陶瓷的性能：硬度1280HV；压缩强度2220MPa；抗弯强度1080MPa；韧性22MPa·m^1/2。
实施例 2：
一种用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷，包括以下质量份数的各个组分：
氧化锆85份、纳米氧化钛7份、氧化钇3份、纳米氧化锡5份、磷酸钙10份和氧化镁12份。
根据本发明提供的制备方法制备用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷，步骤如下：
（1）称量：准确称取各个组分；
（2）球磨：将各个组分混合在一起，放入球磨机进行研磨混合；
（3）冷压成型：将混合粉体采用60T压机进行压制；
（4）将成型后的粉体放入模具中，进行高温煅烧，温度为1150℃，压力600MPa，时间5h；
（5）煅烧之后，待冷却取出，即得到块状用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷。
对得到的块状用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷进行检测，检测生物陶瓷的性能：硬度1310HV；压缩强度2250MPa；抗弯强度1120MPa；韧性23MPa·m^1/2。
实施例 3：
一种用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷，包括以下质量份数的各个组分：
氧化锆80份、纳米氧化钛6份、氧化钇3份、纳米氧化锡4份、磷酸钙9份和氧化镁10份。
根据本发明提供的制备方法制备用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷，步骤如下：
（1）称量：准确称取各个组分；
（2）球磨：将各个组分混合在一起，放入球磨机进行研磨混合；
（3）冷压成型：将混合粉体采用60T压机进行压制；
（4）将成型后的粉体放入模具中，进行高温煅烧，温度为1250℃，压力650MPa，时间7h；
（5）煅烧之后，待冷却取出，即得到块状用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷。
对得到的块状用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷进行检测，检测生物陶瓷的性能：硬度1310HV；压缩强度2270MPa；抗弯强度1150MPa；韧性24MPa·m^1/2。
实施例4：
一种用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷，包括以下质量份数的各个组分：
氧化锆75份、纳米氧化钛4份、氧化钇2份、纳米氧化锡3份、磷酸钙7份和氧化镁7份。
根据本发明提供的制备方法制备用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷，步骤如下：
（1）称量：准确称取各个组分；
（2）球磨：将各个组分混合在一起，放入球磨机进行研磨混合；
（3）冷压成型：将混合粉体采用60T压机进行压制；
（4）将成型后的粉体放入模具中，进行高温煅烧，温度为1250℃，压力650MPa，时间5h；
（5）煅烧之后，待冷却取出，即得到块状用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷。
对得到的块状用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷进行检测，检测生物陶瓷的性能：硬度1360HV；压缩强度2260MPa；抗弯强度1150MPa；韧性23MPa·m^1/2。
实施例5：
一种用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷，包括以下质量份数的各个组分：
氧化锆77份、纳米氧化钛5份、氧化钇3份、纳米氧化锡3份、磷酸钙8份和氧化镁9份。
根据本发明提供的制备方法制备用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷，步骤如下：
（1）称量：准确称取各个组分；
（2）球磨：将各个组分混合在一起，放入球磨机进行研磨混合；
（3）冷压成型：将混合粉体采用60T压机进行压制；
（4）将成型后的粉体放入模具中，进行高温煅烧，温度为1250℃，压力650MPa，时间6h；
（5）煅烧之后，待冷却取出，即得到块状用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷。
对得到的块状用于制造牙根的氧化锆生物陶瓷进行检测，检测生物陶瓷的性能：硬度1410HV；压缩强度2310MPa；抗弯强度1170MPa；韧性25MPa·m^1/2。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。