一种表面具有生物相容性羟基磷灰石的玻璃纤维.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410389593.5

申请日:

2014.08.08

公开号:

CN104129926A

公开日:

2014.11.05

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C03C 25/42申请公布日:20141105|||实质审查的生效IPC(主分类):C03C 25/42申请日:20140808|||公开

IPC分类号:

C03C25/42

主分类号:

C03C25/42

申请人:

太仓派欧技术咨询服务有限公司

发明人:

陈照峰; 沙李丽

地址:

215400 江苏省苏州市太仓市科教新城健雄路20号路南2栋

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明提供一种表面具有生物相容性羟基磷灰石的玻璃纤维,其特征在于羟基磷灰石溶胶位于玻璃纤维表面形成玻纤复合材料,界面结合牢固。羟基磷灰石溶胶的浓度在5%-20%,涂敷的厚度在100-600nm,渗入到玻璃纤维中的深度为10nm~100nm。所述玻璃纤维的直径范围在0.5-6μm;羟基磷灰石涂层可以由等离子喷涂法、激光熔覆法、电结晶液相沉积法、溶胶-凝胶法等制得,可优先采用溶胶-凝胶法。制得的产品以玻璃纤维为基体,羟基磷灰石气凝胶均匀覆于表面,涂层与基体间有较高的结合强度,不易脱落,且整体具有良好的生物相容性,对人体的危害小。

权利要求书

权利要求书
1.  一种表面具有生物相容性羟基磷灰石的玻璃纤维,其特征在于羟基磷灰石溶胶位于玻璃纤维表面形成玻纤复合材料,界面结合牢固。

2.  根据权利要求1所述的一种表面具有生物相容性羟基磷灰石的玻璃纤维,其特征在于羟基磷灰石溶胶的浓度在5%-20%。

3.  根据权利要求1所述的一种表面具有生物相容性羟基磷灰石的玻璃纤维,其特征在于所述羟基磷灰石涂敷的厚度在100-600nm,渗入到玻璃纤维中的深度为10nm~100nm。

4.  根据权利要求1所述的一种表面具有生物相容性羟基磷灰石的玻璃纤维,其特征在于所述玻璃纤维的直径范围在0.5-6μm。

说明书

说明书一种表面具有生物相容性羟基磷灰石的玻璃纤维
技术领域
本发明涉及一种玻璃纤维,特别涉及一种表面具有生物相容性羟基磷灰石的玻璃纤维。
背景技术
玻璃纤维属于矿物纤维的一种,是由无机玻璃熔融喷吹而成,具有良好的回弹性,保温隔热效果优异,还具有十分优异的减震、吸声特性,有利于减少噪声污染,改善工作环境等,被广泛用于建筑室内,消声系统、交通工具,制冷设备,家用电器的减震、吸声、降噪处理,效果十分理想。但是传统的矿物纤维在制备和使用的过程中会产生大量的粉尘,这些粉尘很容易被吸入人体,它们在人体内不易降解,对人体健康和环境造成很大的危害。
羟基磷灰石(Hydroxyapatite),简称HA,其化学组成和结构与骨头、牙齿的相似。羟基磷灰石材料与原骨相结合时在界面处形成无纤维状的组织,它的表面可与生理环境发生选择性的化学反应,所形成的界面能防止降解。HA材料对动物体无毒、无害、无致癌作用,生物相容性和生物活性都很好。若在玻璃纤维的表面涂覆羟基磷灰石,可以在一定程度上改善玻璃纤维的生物相容性。目前,羟基磷灰石涂层的制备方法有等离子喷涂法、激光熔覆法、电结晶液相沉积法、溶胶-凝胶法等。对于制备要求较高、具有表面活性的羟基磷灰石而言,溶胶-凝胶法是较为合适的方法。羟基磷灰石气凝胶具有纳米多孔结构,在热学、光学、声学等方面表现为独特的性质。一般羟基磷灰石气凝胶密度较低,具有特殊的多孔网络结构,孔隙率在90%以上,大部分气孔分布在50nm以下,小于空气分子的平均自由程70nm,空气分子间很难发生碰撞,具有较低的导热系数。大量孔隙的存在,促进了对声能的吸收,使得羟基磷灰石气凝胶还具有优异的吸声系数。
申请号为200910088402.0的中国专利涉及一种复合羟基磷灰石涂层及其制备方法,基体材料为结晶度为80-90%的羟基磷灰石,表层为结晶度为55-65%的羟基磷灰石,厚度分别是70-100微米和20-50微米。复合羟基磷灰石涂层包括:与基体接触的底层和覆盖在底层之上的表面层。该复合涂层的制备步骤是分别采用微束等离子喷涂设备将羟基磷灰石粉末在基体上喷涂底层和在底层上喷涂表面层。该方法制备过程简单,粉末利用率高,制备的复合涂层具有较好的生物活性与较好的生物稳定性的特点,涂层与基体之间具有较高的结合强度。
申请公布号为200910088403.5的中国专利涉及一种用冷喷涂制备羟基磷灰石涂层的方法,采用冷喷涂设备将烘干后的羟基磷灰石粉末喷涂到表面,经过喷砂处理,生物医用植入金属材料基体之上,从而获得结晶度高,生物稳定性好的羟基磷灰石涂层。该方法在加工过程中能够有效避免喷涂粉料羟基磷灰石的热分解,减少非晶化和失羟基,对材料组织结构影响小,保留了原始喷涂HA粉末的结构,不生成杂相。
上述两个专利制得的羟基磷灰石涂层都是以金属或者羟基磷灰石本身作为基体,将羟基磷灰石气凝胶直接涂敷于纤维表层尚不多见。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术的不足,提供一种表面具有生物相容性羟基磷灰石的玻璃纤维,具有良好的生物相容性,降低纤维在生产运用中对人体的伤害。
一种表面具有生物相容性羟基磷灰石的玻璃纤维,其特征在于羟基磷灰石溶胶位于玻璃纤维表面形成玻纤复合材料,界面结合牢固。羟基磷灰石溶胶的浓度在5%-20%;羟基磷灰石涂敷的厚度在100-600nm,渗入到玻璃纤维中的深度为10nm~100nm;所述玻璃纤维的直径范围在0.5-6μm;所述羟基磷灰石涂层可以由等离子喷涂法、激光熔覆法、电结晶液相沉积法、溶胶-凝胶法等制得,优先采用溶胶-凝胶法。
本发明的优点:
(1)本产品以玻璃纤维为基体,羟基磷灰石气凝胶均匀覆于表层,涂层与基体间有较高的结合强度,不易脱落。
(2)工艺简单,成本较低,可以批量生产,制得的玻璃纤维具有良好的生物相容性,对人体危害小。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐明本发明,应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围,在阅读了本发明之后,本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。
实施例1
一种表面具有生物相容性羟基磷灰石的玻璃纤维,羟基磷灰石溶胶位于玻璃纤维表面形成玻纤复合材料,界面结合牢固。其中,羟基磷灰石溶胶的浓度为5%;羟基磷灰石涂敷的厚度为100nm,渗入到玻璃纤维中的深度为10nm;玻璃纤维的直径为0.5μm;羟基磷灰石涂层由溶胶-凝胶法制得。这种产品以玻璃纤维为基体,羟基磷灰石气凝胶均匀覆于表层,涂层与基体间有较高的结合强度,不易脱落,制得的玻璃纤维具有良好的生物相容性,对人体危害小。
实施例2
一种表面具有生物相容性羟基磷灰石的玻璃纤维,羟基磷灰石溶胶位于玻璃纤维表面形成玻纤复合材料,界面结合牢固。其中,羟基磷灰石溶胶的浓度为20%;羟基磷灰石涂敷的厚度为600nm,渗入到玻璃纤维中的深度为100nm;玻璃纤维的直径为6μm;羟基磷灰石涂层由溶胶-凝胶法制得。这种产品以玻璃纤维为基体,羟基磷灰石气凝胶均匀覆于表层,涂层 与基体间有较高的结合强度,不易脱落,制得的玻璃纤维具有良好的生物相容性,对人体危害小。
上述仅为本发明的单个具体实施方式,但本发明的设计构思并不局限于此,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。

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1、(10)申请公布号 CN 104129926 A (43)申请公布日 2014.11.05 CN 104129926 A (21)申请号 201410389593.5 (22)申请日 2014.08.08 C03C 25/42(2006.01) (71)申请人 太仓派欧技术咨询服务有限公司 地址 215400 江苏省苏州市太仓市科教新城 健雄路 20 号路南 2 栋 (72)发明人 陈照峰 沙李丽 (54) 发明名称 一种表面具有生物相容性羟基磷灰石的玻璃 纤维 (57) 摘要 本发明提供一种表面具有生物相容性羟基 磷灰石的玻璃纤维, 其特征在于羟基磷灰石溶胶 位于玻璃纤维表面形成玻纤复合材料。

2、, 界面结合 牢固。羟基磷灰石溶胶的浓度在 5 -20, 涂 敷的厚度在 100-600nm, 渗入到玻璃纤维中的深 度为 10nm 100nm。所述玻璃纤维的直径范围 在 0.5-6m ; 羟基磷灰石涂层可以由等离子喷涂 法、 激光熔覆法、 电结晶液相沉积法、 溶胶 - 凝胶 法等制得, 可优先采用溶胶 - 凝胶法。制得的产 品以玻璃纤维为基体, 羟基磷灰石气凝胶均匀覆 于表面, 涂层与基体间有较高的结合强度, 不易脱 落, 且整体具有良好的生物相容性, 对人体的危害 小。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请。

3、 权利要求书1页 说明书2页 (10)申请公布号 CN 104129926 A CN 104129926 A 1/1 页 2 1. 一种表面具有生物相容性羟基磷灰石的玻璃纤维, 其特征在于羟基磷灰石溶胶位于 玻璃纤维表面形成玻纤复合材料, 界面结合牢固。 2. 根据权利要求 1 所述的一种表面具有生物相容性羟基磷灰石的玻璃纤维, 其特征在 于羟基磷灰石溶胶的浓度在 5 -20。 3. 根据权利要求 1 所述的一种表面具有生物相容性羟基磷灰石的玻璃纤维, 其特征在 于所述羟基磷灰石涂敷的厚度在 100-600nm, 渗入到玻璃纤维中的深度为 10nm 100nm。 4. 根据权利要求 1 所述的。

4、一种表面具有生物相容性羟基磷灰石的玻璃纤维, 其特征在 于所述玻璃纤维的直径范围在 0.5-6m。 权 利 要 求 书 CN 104129926 A 2 1/2 页 3 一种表面具有生物相容性羟基磷灰石的玻璃纤维 技术领域 0001 本发明涉及一种玻璃纤维, 特别涉及一种表面具有生物相容性羟基磷灰石的玻璃 纤维。 背景技术 0002 玻璃纤维属于矿物纤维的一种, 是由无机玻璃熔融喷吹而成, 具有良好的回弹性, 保温隔热效果优异, 还具有十分优异的减震、 吸声特性, 有利于减少噪声污染, 改善工作环 境等, 被广泛用于建筑室内, 消声系统、 交通工具, 制冷设备, 家用电器的减震、 吸声、 降噪。

5、处 理, 效果十分理想。 但是传统的矿物纤维在制备和使用的过程中会产生大量的粉尘, 这些粉 尘很容易被吸入人体, 它们在人体内不易降解, 对人体健康和环境造成很大的危害。 0003 羟基磷灰石 (Hydroxyapatite), 简称 HA, 其化学组成和结构与骨头、 牙齿的相似。 羟基磷灰石材料与原骨相结合时在界面处形成无纤维状的组织, 它的表面可与生理环境发 生选择性的化学反应, 所形成的界面能防止降解。 HA材料对动物体无毒、 无害、 无致癌作用, 生物相容性和生物活性都很好。若在玻璃纤维的表面涂覆羟基磷灰石, 可以在一定程度上 改善玻璃纤维的生物相容性。 目前, 羟基磷灰石涂层的制备方。

6、法有等离子喷涂法、 激光熔覆 法、 电结晶液相沉积法、 溶胶 - 凝胶法等。对于制备要求较高、 具有表面活性的羟基磷灰石 而言, 溶胶 - 凝胶法是较为合适的方法。羟基磷灰石气凝胶具有纳米多孔结构, 在热学、 光 学、 声学等方面表现为独特的性质。 一般羟基磷灰石气凝胶密度较低, 具有特殊的多孔网络 结构, 孔隙率在90以上, 大部分气孔分布在50nm以下, 小于空气分子的平均自由程70nm, 空气分子间很难发生碰撞, 具有较低的导热系数。大量孔隙的存在, 促进了对声能的吸收, 使得羟基磷灰石气凝胶还具有优异的吸声系数。 0004 申请号为 200910088402.0 的中国专利涉及一种复合。

7、羟基磷灰石涂层及其制备方 法, 基体材料为结晶度为 80-90的羟基磷灰石, 表层为结晶度为 55-65的羟基磷灰石, 厚度分别是 70-100 微米和 20-50 微米。复合羟基磷灰石涂层包括 : 与基体接触的底层和覆 盖在底层之上的表面层。 该复合涂层的制备步骤是分别采用微束等离子喷涂设备将羟基磷 灰石粉末在基体上喷涂底层和在底层上喷涂表面层。 该方法制备过程简单, 粉末利用率高, 制备的复合涂层具有较好的生物活性与较好的生物稳定性的特点, 涂层与基体之间具有较 高的结合强度。 0005 申请公布号为 200910088403.5 的中国专利涉及一种用冷喷涂制备羟基磷灰石涂 层的方法, 采。

8、用冷喷涂设备将烘干后的羟基磷灰石粉末喷涂到表面, 经过喷砂处理, 生物医 用植入金属材料基体之上, 从而获得结晶度高, 生物稳定性好的羟基磷灰石涂层。 该方法在 加工过程中能够有效避免喷涂粉料羟基磷灰石的热分解, 减少非晶化和失羟基, 对材料组 织结构影响小, 保留了原始喷涂 HA 粉末的结构, 不生成杂相。 0006 上述两个专利制得的羟基磷灰石涂层都是以金属或者羟基磷灰石本身作为基体, 将羟基磷灰石气凝胶直接涂敷于纤维表层尚不多见。 说 明 书 CN 104129926 A 3 2/2 页 4 发明内容 0007 本发明的目的旨在克服现有技术的不足, 提供一种表面具有生物相容性羟基磷灰 石。

9、的玻璃纤维, 具有良好的生物相容性, 降低纤维在生产运用中对人体的伤害。 0008 一种表面具有生物相容性羟基磷灰石的玻璃纤维, 其特征在于羟基磷灰石溶胶位 于玻璃纤维表面形成玻纤复合材料, 界面结合牢固。羟基磷灰石溶胶的浓度在 5 -20 ; 羟基磷灰石涂敷的厚度在100-600nm, 渗入到玻璃纤维中的深度为10nm100nm ; 所述玻璃 纤维的直径范围在 0.5-6m ; 所述羟基磷灰石涂层可以由等离子喷涂法、 激光熔覆法、 电 结晶液相沉积法、 溶胶 - 凝胶法等制得, 优先采用溶胶 - 凝胶法。 0009 本发明的优点 : 0010 (1) 本产品以玻璃纤维为基体, 羟基磷灰石气凝。

10、胶均匀覆于表层, 涂层与基体间有 较高的结合强度, 不易脱落。 0011 (2) 工艺简单, 成本较低, 可以批量生产, 制得的玻璃纤维具有良好的生物相容性, 对人体危害小。 具体实施方式 0012 下面结合具体实施例, 进一步阐明本发明, 应理解这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围, 在阅读了本发明之后, 本领域技术人员对本发明的各种等价 形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。 0013 实施例 1 0014 一种表面具有生物相容性羟基磷灰石的玻璃纤维, 羟基磷灰石溶胶位于玻璃纤维 表面形成玻纤复合材料, 界面结合牢固。其中, 羟基磷灰石溶胶的浓度为 5 ; 羟基磷灰石 。

11、涂敷的厚度为 100nm, 渗入到玻璃纤维中的深度为 10nm ; 玻璃纤维的直径为 0.5m ; 羟基 磷灰石涂层由溶胶 - 凝胶法制得。这种产品以玻璃纤维为基体, 羟基磷灰石气凝胶均匀覆 于表层, 涂层与基体间有较高的结合强度, 不易脱落, 制得的玻璃纤维具有良好的生物相容 性, 对人体危害小。 0015 实施例 2 0016 一种表面具有生物相容性羟基磷灰石的玻璃纤维, 羟基磷灰石溶胶位于玻璃纤维 表面形成玻纤复合材料, 界面结合牢固。其中, 羟基磷灰石溶胶的浓度为 20 ; 羟基磷灰 石涂敷的厚度为 600nm, 渗入到玻璃纤维中的深度为 100nm ; 玻璃纤维的直径为 6m ; 羟基 磷灰石涂层由溶胶 - 凝胶法制得。这种产品以玻璃纤维为基体, 羟基磷灰石气凝胶均匀覆 于表层, 涂层与基体间有较高的结合强度, 不易脱落, 制得的玻璃纤维具有良好的生物相容 性, 对人体危害小。 0017 上述仅为本发明的单个具体实施方式, 但本发明的设计构思并不局限于此, 凡利 用此构思对本发明进行非实质性的改动, 均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是 未脱离本发明技术方案的内容, 依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简 单修改、 等同变化与改型, 仍属于本发明技术方案的保护范围。 说 明 书 CN 104129926 A 4 。

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