硅磷酸钙生物材料及其制备方法和用途.pdf

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1、(10)授权公告号 CN 102276247 B (45)授权公告日 2014.11.05 CN 102276247 B (21)申请号 201010202227.6 (22)申请日 2010.06.13 A61L 27/10(2006.01) C04B 35/447(2006.01) C04B 35/622(2006.01) C04B 35/626(2006.01) C04B 35/624(2006.01) A61K 6/033(2006.01) (73)专利权人 中国科学院上海硅酸盐研究所 地址 200050 上海市定西路 1295 号 (72)发明人 宁聪琴 鲁文豪 CN 1013675。

2、25 A,2009.02.18,说明书实施例 1-4. CN 101700415 A,2010.05.05,说明书实施例 1-5. 王志锋等 .Ca-P-Si 系微晶玻璃的制备及生 物活性分析 .河南科技大学学报 : 自然科学 版 .2006, 第 27 卷 ( 第 4 期 ), 第 98-100 页 . B.Dickens et alThe Crystal of Structure Ca5(PO4)2SiO4 (Silico-Carnotite).Tschermaks Min. Petr. Mitt. .1971, 第 16 卷第 1-27 页 . B.Dickens et alThe Cr。

3、ystal of Structure Ca5(PO4)2SiO4 (Silico-Carnotite).Tschermaks Min. Petr. Mitt. .1971, 第 16 卷第 1-27 页 . (54) 发明名称 硅磷酸钙生物材料及其制备方法和用途 (57) 摘要 本发明涉及硅磷酸钙生物材料及其制备方 法和用途， 其特征在于以可溶性硅源、 可溶性磷 源和可溶性钙源为原料， 以水为溶剂， 采用溶 胶 - 凝胶法合成纯相硅磷酸钙 (Ca5(PO4)2SiO4) 粉体， 将硅磷酸钙粉体压制成型并烧结成硅 磷 酸 钙 (Ca5(PO4)2SiO4) 陶 瓷 块 体。 硅 磷 酸 钙 (C。

4、a5(PO4)2SiO4) 陶瓷块体在模拟体液 (SBF) 中浸 泡 1 天后， 陶瓷表面即可沉积类骨磷灰石层， 并且 磷灰石层的厚度随着浸泡时间的延长而增加。本 发明制备得到硅磷酸钙 (Ca5(PO4)2SiO4) 材料有良 好的生物学性能， 是一种很具潜力的生物和医用 材料， 可以用作骨组织的修复、 填充以及齿科修复 材料。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 李璐 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书1页 说明书6页 附图3页 (10)授权公告号 CN 102276247 B CN 102276。

5、247 B 1/1 页 2 1. 一种硅磷酸钙生物材料的制备方法， 其中所述硅磷酸钙生物材料的化学式 为 Ca5(PO4)2SiO4， 采用可溶性硅源、 可溶性磷源和可溶性钙源为原料， 以水为溶剂， 按 Ca P Si 的摩尔比为 5 2 1 的配比， 使用溶胶 - 凝胶法合成制备得到粉体， 粉体热 压烧结得到块体， 所述的溶胶 - 凝胶法包括下述步骤 ： (1) 将可溶性硅源、 可溶性磷源和可溶性钙源依次加入水中， 搅拌、 陈化、 干燥， 所述步骤 (1) 中加入 1 2 摩尔 / 升的硝酸， 所述硝酸的加入量与可溶性硅源的体积 比为 1 (6 8)， 所述步骤 (1) 中在可溶性硅源、 可。

6、溶性磷源和可溶性钙源依次加入水中后， 加入乙醇， 其中加入乙醇的量与可溶性硅源的摩尔比为 1 1 ； (2) 将步骤 (1) 所得产物研磨成粉体， 1380 1450下煅烧， 保温时间为 2 小时 7 小时 ； 所述搅拌时间为 2 小时 6 小时， 所述陈化温度为 50 80， 所述陈化时间为 24 小 时 96 小时， 所述干燥温度为 100 150， 所述热压烧结的压力为 20MPa 40MPa， 以 10 / 分钟 20 / 分钟升温至 1380 1450下煅烧， 保温时间 0.5 小时 1 小时。 2. 按权利要求 1 所述的一种硅磷酸钙生物材料的制备方法， 其中热压烧结的条件包括 采。

7、用氩气保护。 权 利 要 求 书 CN 102276247 B 2 1/6 页 3 硅磷酸钙生物材料及其制备方法和用途 技术领域 0001 本发明涉及硅磷酸钙生物材料及其制备方法和用途， 特别涉及一种化学式为 Ca5(PO4)2SiO4的硅磷酸钙生物材料， 属于生物材料领域。 背景技术 0002 对于生物材料而言， 磷酸钙盐由于具有与脊椎动物的硬组织， 如骨骼、 牙齿等相似 的矿物成份和结构， 这类材料无论以什么形式应用， 都被证明具有良好的生物相容性， 无毒 副作用。但是也存在一定的不足， 例如羟基磷灰石在体内稳定性好， 不易被降解吸收， 且生 物活性不高。再如磷酸三钙陶瓷虽然具有良好的可生。

8、物降解吸收性能， 但是也存在生物活 性不高的问题。 0003 针对这些问题， 研究人员以人工合成的磷酸盐为基础， 采用离子置换法或有 机 - 无机材料掺杂、 复合等方法， 制备出了硅掺杂或硅取代的磷酸盐， 改进了材料的生物学 性能。 0004 硅磷酸钙 (Ca5(PO4)2SiO4) 相陶瓷材料在以往的报道中， 通常用于骨组织的修复、 填充以及齿科修复， 因此研究这种富含 Ca、 P、 Si 的生物材料具有一定的意义。 0005 但到目前为止， 纯相硅磷酸钙 (Ca5(PO4)2SiO4) 陶瓷材料及其制备方法， 尤其是纯 相硅磷酸钙 (Ca5(PO4)2SiO4) 陶瓷材料作为生物材料未见报。

9、道。 发明内容 0006 鉴于上述以往技术的报道和本发明的实质性发明创造， 本发明的目的之一在于提 出一种硅磷酸钙生物材料， 本发明的目的之二在于提出一种硅磷酸钙生物材料的制备方 法， 以及， 本发明的目的之三在于提出一种硅磷酸钙材料在生物和医用领域的用途。 0007 本 发 明 的 第 一 目 的 提 出 的 硅 磷 酸 钙 生 物 材 料， 其 特 征 在 于 化 学 式 为 Ca5(PO4)2SiO4。 0008 本发明的第二目的提出的硅磷酸钙生物材料的制备方法， 其第一技术方案在于， 采用可溶性硅源、 可溶性磷源和可溶性钙源为原料， 以水为溶剂， 按 Ca P Si 的摩尔比 为 5 。

10、2 1 的配比， 使用溶胶 - 凝胶法合成制备得到粉体。 0009 在第一技术方案中， 所述的溶胶 - 凝胶法合成方法包括下述步骤 ： 0010 (1) 将可溶性硅源、 可溶性磷源和可溶性钙源依次加入水中， 搅拌、 陈化、 干燥 ； 0011 所述可溶性硅源、 可溶性磷源和可溶性钙源的CaPSi的摩尔比为521， 所得 0012 所述步骤 (1) 中优选加入 1 2 摩尔 / 升的硝酸， 所述硝酸的加入量与可溶性硅 源的体积比为 1 (6 8)。 0013 所述步骤 (1) 中在可溶性硅源、 可溶性磷源和可溶性钙源依次加入水中后优选加 入乙醇， 优选加入乙醇的量与可溶性硅源的摩尔比为 1 1。。

11、 0014 (2) 将步骤 (1) 所得产物研磨成粉体， 1380 1450下煅烧， 保温时间为 2 小 说 明 书 CN 102276247 B 3 2/6 页 4 时 7 小时。 0015 所述搅拌时间优选为 1 小时 10 小时， 进一步优选为 2 小时 6 小时。 0016 所述陈化温度优选为3080， 进一步优选为5080， 所述陈化时间优选 为 24 小时 96 小时， 优选 48 小时 72 小时。 0017 所述干燥温度优选为 80 200， 进一步优选为 100 200， 再进一步优选 为 100 150。 0018 本发明的第二目的提出的硅磷酸钙生物材料的制备方法， 其第二。

12、技术方案在于， 采用可溶性硅源、 可溶性磷源和可溶性钙源为原料， 以水为溶剂， 按 Ca P Si 的摩尔比 为 5 2 1 的配比， 使用溶胶 - 凝胶法合成制备得到粉体 ； 在粉体中加入粘结剂后干压和 / 或冷等静压成型， 制成素坯无压烧结得到块体。 0019 在第二技术方案中， 所述的溶胶 - 凝胶法合成方法包括下述步骤 ： 0020 (1) 将可溶性硅源、 可溶性磷源和可溶性钙源依次加入水中， 搅拌、 陈化、 干燥 ； 0021 所述可溶性硅源、 可溶性磷源和可溶性钙源的CaPSi的摩尔比为521， 所得 0022 所述步骤 (1) 中优选加入 1 2 摩尔 / 升的硝酸， 所述硝酸的。

13、加入量与可溶性硅 源的体积比为 1 (6 8)。 0023 所述步骤 (1) 中在可溶性硅源、 可溶性磷源和可溶性钙源依次加入水中后优选加 入乙醇， 优选加入乙醇的量与可溶性硅源的摩尔比为 1 1。 0024 (2) 将步骤 (1) 所得产物研磨成粉体， 1380 1450下煅烧， 保温时间为 2 小 时 7 小时。 0025 所述搅拌时间优选为 1 小时 10 小时， 进一步优选为 2 小时 6 小时。 0026 所述陈化温度优选为3080， 进一步优选为5080， 所述陈化时间优选 为 24 小时 96 小时， 优选 48 小时 72 小时。 0027 所述干燥温度优选为 80 200， 。

14、进一步优选为 100 200， 再进一步优选 为 100 150。 0028 在第二技术方案中， 所述无压烧结条件为煅烧温度为 1380 1450下煅烧， 煅 烧时间为 1 小时 6 小时。 0029 在第二技术方案中， 所述粘结剂优选水溶性粘结剂， 进一步优选聚乙烯醇水溶 液 ； 聚乙烯醇水溶液浓度优选 5 10wt的， 聚乙烯醇水溶液的加入量优选为粉体质量的 1/10。 0030 在第二技术方案中， 所述干压的压力为 2 20MPa， 优选 4 10MPa。 0031 在第二技术方案中， 所述冷等静压的压力为150MPa250MPa， 保压5分钟10分 钟。 0032 本发明的第二目的提出。

15、的硅磷酸钙生物材料的制备方法， 其第三技术方案在于， 采用可溶性硅源、 可溶性磷源和可溶性钙源为原料， 以水为溶剂， 按 Ca P Si 的摩尔比 为 5 2 1 的配比， 使用溶胶 - 凝胶法合成制备得到粉体 ； 粉体热压烧结得到块体。 0033 在第三技术方案中， 所述的溶胶 - 凝胶法合成方法包括下述步骤 ： 0034 (1) 将可溶性硅源、 可溶性磷源和可溶性钙源依次加入水中， 搅拌、 陈化、 干燥 ； 0035 所述可溶性硅源、 可溶性磷源和可溶性钙源的 Ca P S i 的摩尔比为 说 明 书 CN 102276247 B 4 3/6 页 5 5 2 1， 所得 0036 所述步骤。

16、 (1) 中优选加入 1 2 摩尔 / 升的硝酸， 所述硝酸的加入量与可溶性硅 源的体积比为 1 (6 8)。 0037 所述步骤 (1) 中在可溶性硅源、 可溶性磷源和可溶性钙源依次加入水中后优选加 入乙醇， 优选加入乙醇的量与可溶性硅源的摩尔比为 1 1。 0038 (2) 将步骤 (1) 所得产物研磨成粉体， 1380 1450下煅烧， 保温时间为 2 小 时 7 小时。 0039 所述搅拌时间优选为 1 小时 10 小时， 进一步优选为 2 小时 6 小时。 0040 所述陈化温度优选为3080， 进一步优选为5080， 所述陈化时间优选 为 24 小时 96 小时， 优选 48 小时。

17、 72 小时。 0041 所述干燥温度优选为 80 200， 进一步优选为 100 200， 再进一步优选 为 100 150。 0042 在第三技术方案中， 所述热压烧结的条件为压力为 20MPa 40MPa， 以 10 / 分 钟 20 / 分钟升温至 1380 1450下煅烧， 保温时间 0.5 小时 1 小时 ； 所述热压烧 结的条件进一步优选采用氩气保护。 0043 硅磷酸钙 (Ca5(PO4)2SiO4) 陶瓷的生物活性评价。 0044 将制备好的硅磷酸钙陶瓷块体进行模拟体液浸泡 1 天 7 天， 观察浸泡一段时间 后表面形貌的变化， 判断硅磷酸钙陶瓷表面是否有类骨磷灰石层形成， 。

18、评价其生物活性。 模 拟体液的加入量和硅磷酸钙陶瓷片的表面积之间的比例为 10 毫升 /1 平方厘米。将浸泡了 不同时间段的硅磷酸钙陶瓷从模拟体液中取出， 用去离子水轻轻清洗表面， 然后 60下干 燥 6 小时， 用 SEM 观察表面形貌的变化。模拟体液含有与人体血浆相近的离子及离子团浓 度。其组成为 ： 0045 氯化钠 (NaCl) ： 8.035g/L 0046 碳酸氢钠 (NaHCO3) ： 0.355g/L 0047 氯化钾 (KCl) ： 0.225g/L 0048 磷酸氢二钾 (K2HPO43H2O) ： 0.231g/L 0049 氯化镁 (MgCl26H2O) ： 0.311。

19、g/L 0050 盐酸 (HCl) 1mol/L 0051 无水氯化钙 (CaCl2) ： 0.292g/L 0052 无水硫酸钠 (Na2SO4) ： 0.072g/L 0053 三 ( 羟甲基 ) 氨基甲烷 (NH2C(CH2OH) ： 6.118g/L 0054 浸泡前硅磷酸钙陶瓷表面分布着大量的孔隙， EDS 测定其 Ca P Si 5 2 1， 与 Ca5(PO4)2SiO4陶瓷的化学计量比相同， Ca/P 为 2.50。浸泡模拟体液 1 天 之后， 硅磷酸钙陶瓷表面大量的孔隙被新沉积的蠕虫状的磷灰石填充， 表面已经看不到 明显的孔隙， 但是表面仍然不平整， 表面元素分析表明 Ca/。

20、P 为 2.28， Si 元素的含量降 低。浸泡模拟体液 3 天后， 硅磷酸钙陶瓷表面已经完全被纳米级的磷灰石所覆盖， 表面层 出现裂纹， 说明所沉积的磷灰石层较厚， Ca/P 进一步降低， 达到 1.71， 接近羟基磷灰石的 Ca/P。当 Ca5(PO4)2SiO4陶瓷浸泡 7 天后， 磷灰石层厚度进一步增大。说明硅磷酸钙陶瓷 (Ca5(PO4)2SiO4) 具有良好的生物活性， 可以作为骨修复材料、 骨组织工程材料和齿科材料。 说 明 书 CN 102276247 B 5 4/6 页 6 0055 硅磷酸钙 (Ca5(PO4)2SiO4) 陶瓷的力学性能评价 0056 将硅磷酸钙陶瓷(Ca。

21、5(PO4)2SiO4)块体材料按照GB/T 6569-2006/ISO 14704 ： 2000 标准制成标准力学测试样品， 测试其力学性能， 跨距 30mm， 三点弯曲法测试， 样品数量为 5 个。方案一制备的硅磷酸钙的抗弯强度为 36.4MPa， 弹性模量为 17.8GPa ； 方案二制备的硅 磷酸钙的抗弯强度为 60.4MPa， 弹性模量为 77.5GPa。对比人体皮质骨的力学性能， 经过热 压烧结的 Ca5(PO4)2SiO4陶瓷其抗弯强度接近人体皮质骨， 能作为非承重骨部位的修复材料 使用。 0057 本发明的第三目的提出一种硅磷酸钙材料的用途， 由于上述材料性能的结果， 本 发明。

22、制备的得到的硅磷酸钙 (Ca5(PO4)2SiO4) 可以用于生物和医用领域， 尤其可以作为骨修 复材料、 骨组织工程材料或齿科材料的应用。 0058 本发明的优点在于 ： 0059 (1) 溶胶 - 凝胶法工艺简单易行， 成本低廉且便于推广 ； 0060 (2) 采用溶胶 - 凝胶法制备合成纯相硅磷酸钙 (Ca5(PO4)2SiO4)， 材料成分均匀， 物 相纯净 ； 0061 (3) 硅磷酸钙 (Ca5(PO4)2SiO4) 陶瓷材料具有良好的生物活性， 抗弯强度和人体皮 质骨相近， 能作为非承重骨部位的修复材料使用 ； 也可作为骨组织工程、 生物涂层材料以及 齿科材料使用。 附图说明 0。

23、062 图 1 为溶胶 - 凝胶法合成的硅磷酸钙粉体的 XRD 图谱。从图中可知， 不论衍射峰 的位置还是强度均与Ca5(PO4)2SiO4标准卡片(PDF No.40-0393)相吻合， 说明所合成的粉体 晶相很纯净， 不含杂质。 0063 图 2 为热压烧结后硅磷酸钙陶瓷块体的 XRD 图谱。从图中可以看出， 热压烧结后 陶瓷的衍射峰位置与强度与Ca5(PO4)2SiO4标准卡片(PDF No.40-0393)相吻合， 说明热压烧 结后的陶瓷块体材料物相纯净， 不含杂相。 0064 图 3 为硅磷酸钙陶瓷块体浸泡模拟体液前 (A 图 ) 以及浸泡模拟体液 1 天 (B 图 )、 3 天 (。

24、C 图 )、 7 天 (D 图 ) 的表面形貌照片。 0065 图 4 为硅磷酸钙陶瓷块体浸泡模拟体液前 (A 图 ) 以及浸泡模拟体液 1 天 (B 图 )、 3 天 (C 图 )、 7 天 (D 图 ) 的表面能谱图。 0066 表 1 为粉体的 X 荧光定量成分分析结果。可以看出， CaO、 P2O5、 SiO2各个组分的含 量和 Ca5(PO4)2SiO4的化学计量比很接近， 说明所合成的粉体为纯相 Ca5(PO4)2SiO4。 0067 表 1 0068 组分 实测含量 (mol ) 理论含量 (mol ) 实测含量 / 理论含量 说 明 书 CN 102276247 B 6 5/6。

25、 页 7 SiO2 P2O5 CaO 14.81 13.43 71.76 14.29 14.29 71.43 1.03 0.95 1.02 0069 表2为无压烧结和热压烧结的硅磷酸钙陶瓷Ca5(PO4)2SiO4的力学性能。 无压烧结 方法制备的硅磷酸钙的抗弯强度为 36.4MPa， 弹性模量为 17.8GPa ； 热压烧结方法制备的硅 磷酸钙的抗弯强度为 60.4MPa， 弹性模量为 77.5GPa。对比人体皮质骨的力学性能， 经过热 压烧结的 Ca5(PO4)2SiO4陶瓷其抗弯强度接近人体皮质骨， 能作为非承重骨部位的修复材料 使用。 0070 表 2 0071 烧结方法 抗弯强度 (。

26、MPa) 弹性模量 (GPa) 无压烧结 热压烧结 60.4 84.4 77.5 97.7 具体实施方式 0072 下面结合实施实例对本发明进行进一步的说明， 但不仅限于实施例。 0073 实施例 1 0074 (1) 将正硅酸乙酯 22.4 毫升与浓度为 2 摩尔 / 升的硝酸 4 毫升混合， 并加入 9.6 毫升去离子水和 5.8 毫升无水乙醇， 在室温下搅拌 2 小时， 接着加入 34.2 毫升磷酸三乙酯， 继续搅拌2小时， 然后加入四水合硝酸钙118.1克， 搅拌4小时， 得到硅磷酸钙溶胶 ； 将溶胶 在 60下陈化 48 小时， 得到凝胶 ； 将凝胶在 120下干燥 120 小时， 。

27、得到干凝胶 ； 0075 (2)将干凝胶研磨成粉体， 1400下煅烧， 升温速度为2/分钟， 1400下的保温 时间为 6 小时， 得到硅磷酸钙 (Ca5(PO4)2SiO4) 粉体。 0076 将制备的粉体进行 XRD 测试， 粉体的衍射峰与 Ca5(PO4)2SiO4标准卡片 (PDF No.40-0393) 相吻合 ( 如图 1)， 说明所合成的粉体晶相很纯净， 不含杂质。 0077 实施例 2 0078 (1) 将正硅酸乙酯 44.8 毫升与浓度为 2 摩尔 / 升的硝酸 8 毫升混合， 并加入 19.2 毫升去离子水和 11.6 毫升无水乙醇， 在室温下搅拌 3 小时， 接着加入 6。

28、8.4 毫升磷酸三乙 酯， 继续搅拌 4 小时， 然后加入四水合硝酸钙 236.2 克， 搅拌 6 小时， 得到硅磷酸钙溶胶 ； 将 溶胶在 60下陈化 72 小时， 得到凝胶 ； 将凝胶在 120下干燥 168 小时， 得到干凝胶 ； 0079 (2)将干凝胶研磨成粉体， 1400下煅烧， 升温速度为2/分钟， 1400下的保温 时间为 6 小时， 得到硅磷酸钙 (Ca5(PO4)2SiO4) 粉体 ； 0080 (3)将硅磷酸钙粉体研磨、 过筛， 然后称取0.2克粉料， 在8MPa下干压成型， 制成直 径 10 毫米厚度 1 毫米的陶瓷素坯 ； 将硅磷酸钙陶瓷素坯于 1400下煅烧 2 小。

29、时， 升温速度 为 5 / 分钟， 制备成硅磷酸钙陶瓷圆片 ； 0081 (3) 将制备好的硅磷酸钙陶瓷圆片进行模拟体液浸泡 1 天、 3 天和 7 天， 观察浸泡 说 明 书 CN 102276247 B 7 6/6 页 8 一段时间后表面形貌的变化， 判断硅磷酸钙陶瓷表面是否有类骨磷灰石层形成， 评价其生 物活性。模拟体液的加入量和硅磷酸钙陶瓷圆片的表面积之间的比例为 10 毫升 /1 平方厘 米。 将浸泡了不同时间段的硅磷酸钙陶瓷从模拟体液中取出， 用去离子水轻轻清洗表面， 然 后 60下干燥 6 小时， 用 SEM 观察表面形貌的变化。浸泡模拟体液 1 天之后 ( 图 3B)， 硅 磷。

30、酸钙陶瓷圆片表面大量的孔隙被新沉积的蠕虫状的磷灰石填充， 表面元素分析表明 Ca/P 为 2.28。浸泡模拟体液 3 天后 ( 图 3C)， 硅磷酸钙陶瓷表面已经完全被纳米级的磷灰石所 覆盖， 表面层出现裂纹， 说明所沉积的磷灰石层较厚， Ca/P 进一步降低， 达到 1.71， 接近羟 基磷灰石的 Ca/P。当 Ca5(PO4)2SiO4陶瓷浸泡 7 天后 ( 图 3D)， 磷灰石层厚度进一步增大。 说明硅磷酸钙陶瓷 (Ca5(PO4)2SiO4) 具有良好的生物活性。 0082 实施例 3 0083 (1) 将正硅酸乙酯 44.8 毫升与浓度为 2 摩尔 / 升的硝酸 8 毫升混合， 并加。

31、入 19.2 毫升去离子水和 11.6 毫升无水乙醇， 在室温下搅拌 3 小时， 接着加入 68.4 毫升磷酸三乙 酯， 继续搅拌 4 小时， 然后加入四水合硝酸钙 236.2 克， 搅拌 6 小时， 得到硅磷酸钙溶胶 ； 将 溶胶在 60下陈化 72 小时， 得到凝胶 ； 将凝胶在 120下干燥 168 小时， 得到干凝胶 ； 0084 (2)将干凝胶研磨成粉体， 1400下煅烧， 升温速度为2/分钟， 1400下的保温 时间为 6 小时， 得到硅磷酸钙 (Ca5(PO4)2SiO4) 粉体 ； 0085 (3) 将硅磷酸钙粉体研磨、 过筛， 并在过筛的粉体中加入浓度为 6wt的聚乙烯醇 水。

32、溶液， 聚乙烯醇水溶液的加入质量为硅磷酸钙粉体质量的 1/10， 进行造粒， 然后称取 1.5 克粉料， 在8MPa下干压成型， 然后经过冷等静压处理， 冷等静压压力为200MPa， 保压5分钟， 制成陶瓷素坯 ； 将硅磷酸钙陶瓷素坯进行无压烧结， 烧结温度 1400， 保温时间 2 小时， 升 温速度为 5 / 分钟， 制备成硅磷酸钙陶瓷块体 ； 0086 (5) 将硅磷酸钙陶瓷块体按照 GB/T 6569-2006/ISO 14704 ： 2000 标准制成标准力 学测试样品， 测试其力学性能。采用三点弯曲法测试， 跨距 30mm， 样品数量为 5 个。无压烧 结法制备的硅磷酸钙陶瓷块体的。

33、抗弯强度为 36.4MPa， 弹性模量为 17.8GPa( 表 2)。 0087 实施例 4 0088 (1) 将正硅酸乙酯 44.8 毫升与浓度为 2 摩尔 / 升的硝酸 8 毫升混合， 并加入 19.2 毫升去离子水和 11.6 毫升无水乙醇， 在室温下搅拌 3 小时， 接着加入 68.4 毫升磷酸三乙 酯， 继续搅拌 4 小时， 然后加入四水合硝酸钙 236.2 克， 搅拌 6 小时， 得到硅磷酸钙溶胶 ； 将 溶胶在 60下陈化 72 小时， 得到凝胶 ； 将凝胶在 120下干燥 168 小时， 得到干凝胶 ； 0089 (2)将干凝胶研磨成粉体， 1400下煅烧， 升温速度为2/分钟。

34、， 1400下的保温 时间为 6 小时， 得到硅磷酸钙 (Ca5(PO4)2SiO4) 粉体 ； 0090 (3) 将硅磷酸钙粉体称取 20g 在石墨炉中热压烧结， 烧结过程中的压力为 20MPa， 升温速度为 10 / 分钟， 氩气保护， 烧结温度为 1400， 保温时间为 0.5 小时 ； 0091 (4) 将烧结得到的块体材料按照 GB/T 6569-2006/ISO 14704 ： 2000 标准制成标准 力学测试样品， 测试其力学性能。采用三点弯曲法测试， 跨距 30mm， 样品数量为 5 个。热压 烧结法制备的硅磷酸钙陶瓷块体的抗弯强度为 60.4MPa， 弹性模量为 77.5GPa( 表 2)。对比 人体皮质骨的力学性能， 经过热压烧结的 Ca5(PO4)2SiO4陶瓷其抗弯强度接近人体皮质骨， 能作为非承重骨部位的修复材料使用。 说 明 书 CN 102276247 B 8 1/3 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102276247 B 9 2/3 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 102276247 B 10 3/3 页 11 图 4 说 明 书 附 图 CN 102276247 B 11 。