本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術領域，特別涉及一種離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷的制備方法及其應用。
背景技術：
羥基磷灰石（hydroxyaptite）作為天然骨組織的主要無機成分，具有優(yōu)良的生物相容性（biocompatibility）和骨傳導性（osteoconduction），能與活體骨組織形成化學性鍵合，是一種良好的生物硬組織填充、修復和替換材料，在臨床中已得到廣泛應用。然而，單純羥基磷灰石在生物降解（biodegradation）與新生骨生長、彈性模量與宿主骨模量匹配性、以及血管化、骨整合能力和誘導骨再生能力等方面仍存在缺陷。因此，在一定范圍內(nèi)制約了羥基磷灰石的臨床應用。元素摻雜羥基磷灰石是利用功能性元素取代羥基磷灰石晶格中的特定位置，形成功能性元素摻雜的羥基磷灰石，從而在骨組織工程應用中發(fā)揮摻雜元素的特定功能性。元素取代羥基磷灰石有三種類型：ca2+位取代、po43-取代和通道離子oh-取代。大量研究顯示，天然骨組織的無機成分羥基磷灰石中含有多種離子，如f-、co32-、sr2+、zn2+、al3+、si4+和na+等。這些微量元素在骨骼的生化作用中起著重要作用。因此，通過摻雜改性可以使人工合成的羥基磷灰石具有更加優(yōu)異的生物活性，獲得與天然骨組織相同的生物學性能，具有重要的應用價值。
s.pina等（brushite-formingmg-,zn-andsr-substitutedbonecementsforclinicalapplications,materials,2010,3：519-535）、u.thormann等（boneformationinducedbystrontiummodifiedcalciumphosphatecementincritical-sizemetaphysealfracturedefectsinovariectomizedrats,biomaterials,2013,34:8589-8598）、m.schumacher等（strontiummodifiedcalciumphosphatecements-approachestowardstargetedstimulationofboneturnover,journalofmaterialschemistryb,2015,3:4626-4640;strontiumsubstitutioninapatiticcapcementseffectivelyattenuatesosteoclasticresorptionbutdoesnotinhibitosteoclastogenesis,actabiomaterialia,2016,37:184-194）的研究表明：補充sr離子以及ca、mg和zn離子是促進骨形成和減少骨吸收的最有效方法。ismatullah等（impactofstructuralfeaturesofsr/feco-dopedhapontheosteoblastproliferationandosteogenicdifferentiationforitsapplicationasabonesubstitute,materialsscience&engineeringc,2020,110:110-633）證實sr/fe共摻雜羥基磷灰石納米材料對mc3t3-e1細胞無毒。此外，susmitabose等（understandingofdopant-inducedosteogenesisandangiogenesisincalciumphosphateceramics,trendsinbiotechnology,2013,31(10):594-605）的研究表明，微量元素（如li、zn、mg、mn、si、sr等）能夠促進成骨以及新生血管形成。由此可見，通過微量元素的摻雜和材料學參數(shù)調(diào)控，可以提高羥基磷灰石的血管化、誘導骨再生能力；調(diào)控彈性模量來避免應力遮蔽效應；提高降解速度來匹配新生骨生長。
為了獲得具有不同生物學功能的羥基磷灰石，cn108164263a公開了一種仿生三元離子摻雜羥基磷灰石生物陶瓷粉體材料及其制備方法及其應用，該專利首先采用水熱反應制備了sr、zn、f離子摻雜羥基磷灰石生物陶瓷粉體，隨后再采用干壓或等靜壓成型技術制備三元離子摻雜羥基磷灰石陶瓷，上述專利方法無法滿足個性化成型要求，也無法獲得透明陶瓷。cn107161974b公開了一種多元離子共摻雜羥基磷灰石粉體材料的制備方法，該專利采用水熱反應對羥基磷灰石粉體材料中摻雜k、na、mg、al、zn、sr、si、f和c離子?，F(xiàn)有技術中，離子摻雜羥基磷灰石粉體多采用水熱合成法制備，該法對設備要求較高，投資和操作難度大、反應時間較長，且無法進行批量化大規(guī)模生產(chǎn)。現(xiàn)有多離子摻雜羥基磷灰石粉體中的摻雜離子種類偏少，而采用摻雜離子較少羥基磷灰石燒結的陶瓷結晶度過高，且結晶度不可調(diào)控，無法獲得透明離子摻雜羥基磷灰石陶瓷。因此，進一步改善羥基磷灰石的綜合性能和優(yōu)化成型技術已成為未來羥基磷灰石研究發(fā)展的重點方向。
技術實現(xiàn)要素：
為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷的制備方法及其應用方案。
本發(fā)明采用的技術方案如下：
本發(fā)明提供一種離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷的制備方法（如圖1所示），包括如下步驟：
溶液配制，稱取硝酸鈣加入反應釜，稱取硅酸鹽、含m的化合物和含n的化合物中的一種或多種加入反應釜，然后加入蒸餾水進行溶解，配制成混合溶液，調(diào)節(jié)混合溶液ph值為8~13；稱取磷酸氫二銨配制成磷酸氫二銨溶液；
化學沉淀反應，將磷酸氫二銨溶液以1~100ml/min的速度加入反應釜中，反應溫度30~90℃，反應時間1~18h，反應結束后，得到反應產(chǎn)物漿料；
抽濾和/或洗滌，抽濾反應產(chǎn)物漿料中的液體或用去離子水反復洗滌和抽濾反應物漿料，控制反應產(chǎn)物漿料固含量范圍為20-90%，得到前驅(qū)體漿料；
成型，前驅(qū)體漿料固含量為20-50%時，采用噴霧造粒工藝制成微球或顆粒素坯，微球或顆粒素坯經(jīng)高溫燒結得到透明陶瓷微球或顆粒；前驅(qū)體漿料固含量為50-90%時，采用擠出成型、澆注成型、注漿成型、注射成型和增材制造成型工藝制成特定形狀素坯，特定形狀素坯經(jīng)過高溫燒結得到特定形狀的透明陶瓷。
進一步地，所述含m的化合物選自硝酸鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀、醋酸鉀、氫氧化鉀、氧化鉀、乳酸鉀、檸檬酸鉀、葡萄糖酸鉀、硝酸鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、醋酸鈉、氫氧化鈉、氧化鈉、乳酸鈉、檸檬酸鈉、葡萄糖酸鈉、硝酸鎂、醋酸鎂、碳酸鎂、碳酸氫鎂、氧化鎂、乳酸鎂、氯化鎂、檸檬酸鎂、葡萄糖酸鎂、硝酸鋁、碳酸鋁、氯化鋁、乳酸鋁、檸檬酸鋁、硝酸鋅、碳酸鋅、氯化鋅、醋酸鋅、乳酸鋅、檸檬酸鋅、葡萄糖酸鋅、硝酸鍶、碳酸鍶、氯化鍶、醋酸鍶、乳酸鍶、檸檬酸鍶、硝酸錳、碳酸錳、氯化錳、醋酸錳、乳酸錳、檸檬酸錳、葡萄糖酸錳、硝酸鈷、碳酸鈷、氯化鈷、醋酸鈷、硝酸銀、碳酸銀、氯化銀、醋酸銀、乳酸銀、檸檬酸銀、硝酸銅、碳酸銅、氯化銅、醋酸銅、醋酸亞銅、檸檬酸銅、葡萄糖酸銅、硝酸鐵、碳酸鐵、氯化鐵、醋酸鐵、醋酸亞鐵、乳酸亞鐵、檸檬酸鐵、葡萄糖酸亞鐵中的一種或多種；所述含n的化合物選自氟化鉀、氟化鈉、氟化鈣、氟化鎂、氟化二錳、氟化鋅、氟化鋁、氟化亞鐵、氟化銀、氟化鈷、氟化銅、氟化鍶、氟硅酸鈉、氟硅酸、氯化鉀、氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂、氯化錳、氯化鋅、氯化鋁、氯化鐵、氯化銀、氯化鈷、氯化銅、氯化鍶；所述硅酸鹽選自硅酸鉀、硅酸鈉、硅酸鎂、氟硅酸鈉、氟硅酸、正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、正硅酸異丙酯中的一種或多種。
進一步地，成型工藝為噴霧造粒、擠出成型、澆注成型、注漿成型、注射成型和增材制造成型工藝中的一種。
進一步地，噴霧造粒工藝的進風溫度為120-250℃，出風溫度100-180℃，加料速度為5-50ml/min，噴頭轉速為180-300rpm。
進一步地，高溫燒結采用微波燒結或紅外燒結。
進一步地，微球或顆?；蛱囟ㄐ螤钏嘏鞲邷責Y的溫度范圍為800~1200℃，燒結時間10~120min，升溫速率為20~9000℃/min。
進一步地，所述制備方法制備的一種離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷的組成通式為[ca10-xmx][(po4)6-y(sio4)y][(oh)2-znz]，m選自k離子、na離子、mg離子、al離子、zn離子、sr離子、mn離子、co離子、ag離子、cu離子、fe離子中的一種或多種；n為f-離子、cl-離子、co32-離子中的一種或多種；0≤x＜10，0≤y＜6，0≤z＜2；所述透明陶瓷的晶粒尺寸為不大于50μm，所述透明陶瓷的透光率為5-45%。
進一步地，m中所述mn離子包括mn3+和mn2+，所述co離子包括co3+和co2+，所述cu離子包括cu+和cu2+，所述fe離子包括fe3+和fe2+。
另外一方面，本發(fā)明還提供離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷的應用，所述應用包括作為牙齒修復材料、頜骨修復材料、脊柱修復材料、關節(jié)修復材料和其他硬組織修復材料。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的技術方案具有如下優(yōu)點和有益效果：
（1）本發(fā)明采用液相化學沉淀法合成離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷前驅(qū)體漿料，通過控制前驅(qū)體漿料中的固含量即可直接滿足不同成型技術的工藝要求，便于生產(chǎn)各種形態(tài)和結構的素坯；前驅(qū)體漿料不僅具有良好的流變性能和成型能力，而且制備工藝簡單方便，設備投入小和生產(chǎn)效率高，適用于規(guī)?；a(chǎn)，具有推廣應用價值。
（2）本發(fā)明采用微波或紅外技術對離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷素坯進行燒結，具有升溫速度快和無工藝污染的優(yōu)點，所獲得的離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷晶粒尺寸小、透明度高、透明度可控和降解速度可控等優(yōu)點，力學性能優(yōu)異。
（3）本發(fā)明所述的離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷，通過模擬人體礦物質(zhì)元素進行多種離子共摻雜，不僅具有良好的生物相容性和生物活性，而且具有良好骨細胞傳導、促進血管化和成骨性能等多種生物學功能，添加ag、zn和cu離子可獲得較強的抗菌抑菌功能。
（4）本發(fā)明采用不同成型工藝制備的離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷，具有個性化訂制優(yōu)點，可滿足牙齒修復、頜骨修復、脊柱修復、關節(jié)修復及其它硬組織修復等臨床應用要求。
附圖說明
圖1為離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷制備方法流程圖；
圖2為實施例2制備的鉀-氟共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷的xrd譜；
圖3為實施例8制備的銀-氟酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷的xrd譜；
圖4為實施例2制備的鉀-氟共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷的光學照片；
圖5為實施例6制備的鋁-氟共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷微球的sem照片；
圖6為實施例10制備的鍶-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷的sem照片；
圖7為實施例10制備的鍶-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷植入12周后的組織學照片。
具體實施方式
下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
需要說明的是，本發(fā)明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、裝置、產(chǎn)品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設備固有的其他步驟或單元。
以下實施例中使用到的材料和方法，如無特別說明，均為本技術領域的常規(guī)材料和常規(guī)方法。
以下實施例中使用的模擬體液組成為na+：142.0mm·l-1、k+：5.0mm·l-1、mg2+：1.5mm·l-1、ca2+：2.5mm·l-1、cl-1：147.8mm·l-1、hco3-：4.2mm·l-1、hpo42-：1.0mm·l-1、so42-：0.5mm·l-1。
實施例1
[ca10(po4)6(oh)2]透明陶瓷微球
稱取826.53g硝酸鈣于反應釜中，加入10l去離子水配置成硝酸鈣溶液，調(diào)節(jié)硝酸鈣溶液ph值為13；稱取277.33g磷酸氫二銨于容器中，加入2l去離子水配置成磷酸氫二銨溶液；以5ml/min速度將磷酸氫二銨溶液加入到反應釜進行反應，30℃水浴反應24h，反應結束后，得到反應物漿料；抽濾去除反應物漿料中多余液體，控制反應物漿料固含量為40%，得到前驅(qū)體漿料；將前驅(qū)體漿料進行噴霧造粒工藝（工藝條件：加料速度10ml/min，進風溫度為180~200℃，出風溫度110~120℃，噴頭轉速為250rpm）獲得微球素坯，采用微波對微球素坯進行高溫燒結，燒結溫度為1150℃，燒結時間30min，升溫速率30℃/min，得到羥基磷灰石透明陶瓷微球。
對羥基磷灰石透明陶瓷微球進行xrd分析，結果顯示，羥基磷灰石透明陶瓷微球的結晶度為90%；
通過掃描電鏡檢測，晶粒尺寸小于0.2μm，羥基磷灰石透明陶瓷微球尺寸范圍為10-80μm；
對羥基磷灰石透明陶瓷微球在模擬體液中進行降解測試，最大降解率大于30%；
將羥基磷灰石透明陶瓷微球與蒸餾水配成糊劑，用于7只健康成年雄性新西蘭大白兔牙髓炎根管填充，4周后行組織學觀察可見其附近有新生硬組織形成，根管壁產(chǎn)生修復性牙本質(zhì)根尖孔閉鎖，有效率達100%。由此可知，羥基磷灰石透明陶瓷微球可用于牙齒根管填充。
實施例2
[ca8k2](po4)6[(oh)f]透明陶瓷
稱取619.89g硝酸鈣、70.77g硝酸鉀、13.664氟化鈣于反應釜中，加入8l去離子水配置成混合溶液，調(diào)節(jié)混合溶液ph值為12；稱取277.33g磷酸氫二銨于容器中，加入2l去離子水配置成磷酸氫二銨溶液；以8ml/min速度將磷酸氫二銨溶液加入反應釜中的混合溶液中進行反應，40℃水浴反應18h，反應結束后，得到反應漿料；抽濾去除反應漿料中多余液體，控制反應漿料固含量為85%，得到前驅(qū)體漿料；前驅(qū)體漿料采用擠出成型工藝制成圓柱形素坯（直徑0.5~1.5mm，長度1~3mm），將圓柱形陶瓷素坯進行微波燒結（燒結溫度1100℃，燒結時間45min，升溫速率50℃/min），得到特定形狀的鉀-氟共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷。
對鉀-氟共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷進行xrd分析，結果如圖2所示，結果顯示，結晶度約為65%；從圖2中[ca8k2](po4)6[(oh)f]的xrd譜與羥基磷灰石標準譜（jcpdsno.09-0432）對比可知，[ca8k2](po4)6[(oh)f]透明陶瓷中沒有因k、f離子摻雜出現(xiàn)任何雜相，但是，[ca8k2](po4)6[(oh)f]透明陶瓷衍射譜峰形稍寬，說明產(chǎn)物沒有完全結晶；
掃描電鏡檢測結果顯示晶粒尺寸小于10μm；經(jīng)數(shù)字相機拍攝，結果顯示陶瓷外形尺寸為直徑0.5~1.5mm，長度1~3mm（見圖4）；
對鉀-氟共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷進行透明度檢測，透光率為25-30%，說明其已形成致密化結構；
對鉀-氟共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷在模擬體液中進行降解測試，在模擬體液中的最大降解率大于60%；
將鉀-氟共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷與蒸餾水配成糊劑，用于6只健康成年雄性新西蘭大白兔下頜骨缺損修復，12周后，行組織學觀察發(fā)現(xiàn)下頜骨缺損附近有大量新骨形成，占有達98%；影像學檢測骨缺損區(qū)完全消失。由此可知，鉀-氟共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷可用于頜骨缺陷修復。
實施例3
[ca8kna](po4)6[(oh)f]透明陶瓷
稱取619.89g硝酸鈣、35.77g硝酸鉀、36.37g硝酸鈉、13.664氟化鈣于反應釜中，加入8l去離子水配置成混合溶液，調(diào)節(jié)混合溶液ph值為12；稱取277.33g磷酸氫二銨于容器中，加入2l去離子水配置成磷酸氫二銨溶液；以10ml/min速度將磷酸氫二銨溶液加入反應釜中的混合溶液中進行反應，40℃水浴反應18h，反應結束后得到反應漿料；抽濾去除反應漿料中多余液體，控制反應漿料固含量為85%得到前驅(qū)體漿料；前驅(qū)體漿料采用擠出成型工藝制成圓柱體素坯（直徑0.5~1.0mm，長度1~2mm），將圓柱體素坯采用紅外燒結（1150℃紅外燒結80min，升溫速率300℃/min），得到鉀-鈉-氟共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷。
對鉀-鈉-氟共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷進行xrd分析，結果顯示，結晶度為55%，掃描電鏡檢測結果顯示晶粒尺寸小于8.5μm，陶瓷外形尺寸為直徑0.5~1.0mm，長度1~2mm；
對鉀-鈉-氟共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷進行透明度檢測，透光率為30%；
對鉀-鈉-氟共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷在模擬體液中進行降解測試，最大降解率大于65%；
將鉀-鈉-氟共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷與蒸餾水配成糊劑，用于6只健康成年雄性新西蘭大白兔牙髓炎根管填充，3周后行組織學觀察發(fā)現(xiàn)根管附近有新生骨組織形成，牙本質(zhì)根尖孔閉鎖，有效率達100%；由此可知，鉀-鈉-氟共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷可用于牙齒根管填充。
實施例4
[ca7na3](po4)6[(oh)1.5cl0.5]透明陶瓷
稱取578.57g硝酸鈣（四水）、74.37g硝酸鈉、10.227g氯化鈉于反應釜中，加入8l去離子水配置成混合溶液，調(diào)節(jié)混合溶液ph為11；稱取277.33g磷酸氫二銨于容器中，加入2l去離子水配置成磷酸氫二銨溶液；以9ml/min速度將磷酸氫二銨溶液加入到反應釜中的混合溶液中進行反應，50℃水浴反應20h，反應結束后得到反應物漿料；抽濾去除反應物漿料中多余液體，控制反應物漿料固含量為70%，得到前驅(qū)體漿料；前驅(qū)體漿料采用澆注成型工藝制成片狀素坯（3×8×12mm），將片狀陶瓷素坯進行微波燒結（1120℃燒結55min，升溫速率80℃/min），得到鈉-氯共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷；
對鈉-氯共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷進行xrd分析，結果顯示，結晶度為65%，掃描電鏡檢測顯示晶粒尺寸小于20μm；
對鈉-氯共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷進行透明度檢測，透光率大于5%；
對鈉-氯共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷在模擬體液中進行降解測試，在模擬體液中的最大降解率大于35%；
將7只健康成年雄性新西蘭大白兔行腰椎后外側橫突間脊柱融合術，將鈉-氯共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷片植入兩側的l4/5橫突間；12周后行組織學檢查，發(fā)現(xiàn)植入物周圍有少量軟骨及大量連續(xù)骨小梁形成，形成大量編織骨，圍繞骨小梁周邊結構為皮質(zhì)骨，說明已達到骨性融合。說明可用于鈉-氯共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷脊柱缺陷填充修復。
實施例5
[ca6mg4][(po4)5.2(sio4)0.8](oh)2透明陶瓷
稱取495.92g硝酸鈣（四水）、207.2g硝酸鎂、51.53g正硅酸鈉于反應釜中，加入8l去離子水配置成混合溶液，調(diào)節(jié)混合溶液ph值為10；稱取277.33g磷酸氫二銨于容器中，加入2l去離子水配置成磷酸氫二銨溶液；以12ml/min速度將磷酸氫二銨溶液加入到反應釜中對的混合溶液中進行反應，60℃水浴反應18h，反應結束后得到反應物漿料；抽濾去除反應物漿料中多余液體，控制反應物漿料固含量為75%，得到前驅(qū)體漿料；前驅(qū)體漿料采用注塑成型工藝制成圓柱形素坯，將圓柱形素坯進行紅外燒結（1140℃燒結50min，升溫速率1300℃/min），得到鎂-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷（外形尺寸為直徑6mm，長15mm）。
對鎂-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷進行xrd分析，結果顯示，結晶度為45%，掃描電鏡檢測顯示晶粒尺寸小于5μm；
對鎂-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷進行透明度檢測，透光率大于15%；
對鎂-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷在模擬體液中進行降解測試，在模擬體液中的最大降解率大于55%；
采用鎂-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷制作健康成年雄性新西蘭大白兔橈骨中段15mm長骨缺損模型，植入后4、8、12周行大體、組織學與x射線觀察，4周時新骨已開始形成，8周時骨缺損部分修復，12周時有部分新生骨組織形成板層骨，骨小梁形成，內(nèi)可見大量成骨細胞；植入后第12周影像學檢測骨缺損區(qū)完全修復，皮質(zhì)連續(xù)，塑型完全。由此可知，鎂-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷可用于關節(jié)缺陷修復。
實施例6
[ca5al5](po4)6[(oh)0.8f1.2]透明陶瓷微球
稱取363.67g硝酸鈣（四水）、656.48g硝酸鋁、16.39g氟化鈣于反應釜中，加入8l去離子水配置成混合溶液，調(diào)節(jié)混合溶液ph值為13；稱取277.33g磷酸氫二銨于容器中，加入2l去離子水配置成磷酸氫二銨溶液；以15ml/min速度將磷酸氫二銨溶液加入到反應釜中的混合溶液中進行反應，70℃水浴反應16h，反應結束后，得到反應物漿料；抽濾去除反應物漿料中多余液體，控制反應物漿料固含量為46%，得到前驅(qū)體漿料；將前驅(qū)體漿料經(jīng)噴霧造粒工藝（加料速度20ml/min，進風溫度為180~200℃，出風溫度110~120℃，噴頭轉速為230rpm）得到微球素坯；微球素坯經(jīng)微波燒結（1070℃燒結60min，升溫速率65℃/min）得到鋁-氟共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷微球。
對鋁-氟共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷微球進行xrd分析，結果顯示，結晶度為90%；
掃描電鏡檢測，結果如圖5所示，鋁-氟共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷微球直徑為20~50μm；
對鋁-氟共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷微球進行透明度檢測，透光率大于15%；
對鋁-氟共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷微球在模擬體液中進行降解測試，在模擬體液中的最大降解率大于15%；
將鋁-氟共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷微球與蒸餾水配制成填充膏，植入比格犬的髂骨缺損處，24周后發(fā)現(xiàn)其75%被吸收，其內(nèi)部出現(xiàn)大量微血管和自體小梁骨樣的新骨組織，影像學檢測骨缺損區(qū)完全消失。由此可知，鋁-氟共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷微球可用于骨缺損修復。
實施例7
[ca7.2zn2.8](po4)6[(oh)0.6cl1.4]透明陶瓷微球
稱取硝537.24g酸鈣（四水）、291.54g硝酸鋅、27.195g氯化鈣于反應釜中，加入8l去離子水配置成混合溶液，調(diào)節(jié)混合溶液ph值為10；稱取277.3g磷酸氫二銨于容器中，加入2l去離子水配置成磷酸氫二銨溶液，以25ml/min速度將磷酸氫二銨溶液加入到反應釜混合溶液中進行反應，80℃水浴反應15h，反應結束后，得到反應物漿料；抽濾去除反應物漿料中多余液體，控制反應物漿料固含量為20%，得到前驅(qū)體漿料；前驅(qū)體漿料經(jīng)噴霧造粒（加料速度50ml/min，進風溫度為220~250℃，出風溫度150~180℃，噴頭轉速為260rpm）得到微球素坯；將微球素坯放在微波爐內(nèi)燒結（升溫速度50℃/min，1150℃保溫30min），得到鋅-氯共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷微球。
對鋅-氯共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷微球進行xrd分析，結果顯示，結晶度為90%，掃描電鏡檢測顯示平均晶粒尺寸小于1μm；
掃描電鏡檢測，鋅-氯共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷微球直徑為10~50μm；
對鋅-氯共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷微球進行透明度檢測，透光率大于15%；
對鋅-氯共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷微球在模擬體液中進行降解測試，在模擬體液中的最大降解率大于65%；
將鋅-氯共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷微球與蒸餾水配制成填充膏植入比格犬的股骨缺損處，1年后組織學觀察發(fā)現(xiàn)其90%被吸收并被周圍正常骨融合，其內(nèi)部空間有較多血管形成，大量自體小梁骨樣的新骨組織長入植入物內(nèi)部；影像學檢測骨缺損區(qū)完全消失，由此可知，鋅-氯共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷微球可用于骨缺損修復；
抗菌性能檢測表明（根據(jù)snt3122-2012無機抗菌材料抗菌性能試驗方法），鋅-氯共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷微球顆粒對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌率分別達到90.9、95.95和90.5%，具有廣譜抗菌性能。
實施例8
[ca9.2sr0.8][(po4)4.4(sio4)1.6](oh)2透明陶瓷
稱取760.40g硝酸鈣（四水）、41.34g碳酸鍶、159.15g偏硅酸鈉(九水)于反應釜中，加入8l去離子水配置成混合溶液，調(diào)節(jié)混合溶液ph值為13；稱取277.33g磷酸氫二銨于容器中，加入2l去離子水配置成磷酸氫二銨溶液；以8ml/min速度將磷酸氫二銨溶液加入到反應釜中的混合溶液中進行反應，37℃水浴反應22h，反應結束后，得到反應物漿料；抽濾去除反應物漿料中多余液體，控制反應物漿料固含量為60%，得到前驅(qū)體漿料；前驅(qū)體漿料采用3d打印成型工藝得到片狀素坯（6.25×12.5×15mm），將片狀素坯放在微波爐內(nèi)燒結（1100℃保溫60min，升溫速率120℃/min，），得到具有三維多孔結構的鍶-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷（外形尺寸為5×10×12mm）。
對鍶-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷進行xrd分析，結果如圖3所示，結果顯示，結晶度約為90%，掃描電鏡檢測顯示平均晶粒尺寸小于10μm；從圖3中[ca9.2sr0.8][(po4)4.4(sio4)1.6](oh)2的xrd譜與羥基磷灰石標準譜（jcpdsno.09-0432）對比可知，[ca9.2sr0.8][(po4)4.4(sio4)1.6](oh)2透明陶瓷中沒有因sr2+、sio42-離子摻雜出現(xiàn)任何雜相，但是，[ca9.2sr0.8][(po4)4.4(sio4)1.6](oh)2衍射譜峰形稍寬，說明產(chǎn)物沒有完全結晶。
掃描電鏡檢測，三維多孔結構的鍶-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷孔徑200~500μm，氣孔率75%；
對三維多孔結構的鍶-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷進行透明度檢測，透光率大于15%，
對三維多孔結構的鍶-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷在模擬體液中進行降解測試，在模擬體液中的最大降解率大于65%；
將三維多孔結構的鍶-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷植入比格犬的脛骨干骺端骨缺損處，一年后發(fā)現(xiàn)其與正常骨完全融合，其表面被再生皮質(zhì)骨所覆蓋72%左右；其內(nèi)部空間則有同自體小梁骨結構一樣的新骨長入；同時，還觀察到有較多血管從鄰近植入物的骨膜中長入新生的皮質(zhì)骨內(nèi)。由此可知，鍶-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷可用于頜骨缺損修復。
實施例9
[ca8.4ag1.6](po4)6[(oh)1.5f0.5]透明陶瓷
稱取673.62g硝酸鈣（四水）、95.13g硝酸銀、6.832g氟化鈉于反應釜中，加入8l去離子水配置成混合溶液，調(diào)節(jié)混合溶液ph為12；稱取277.33g磷酸氫二銨于容器中，加入2l去離子水配置成磷酸氫二銨溶液；以6ml/min速度將磷酸氫二銨溶液加入到反應釜中的混合溶液中進行反應，37℃水浴反應24h，反應結束后，得到反應物漿料；抽濾去除反應物漿料中多余液體，控制反應物漿料固含量為78%，得到前驅(qū)體漿料；前驅(qū)體漿料采用注塑成型工藝制成圓柱形素坯，將圓柱形素坯放入紅外爐燒結（1190℃燒結90min，升溫速率2200℃/min），得到銀-氟酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷。
對銀-氟酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷進行xrd分析，結果顯示，結晶度為85%，掃描電鏡檢測顯示晶粒尺寸小于1μm；
掃描電鏡檢測，銀-氟酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷直徑為0.5~1mm，長度尺寸為0.5~3mm；
對銀-氟酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷進行透明度檢測，透光率大于15%，
對銀-氟酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷在模擬體液中進行降解測試，在模擬體液中的最大降解率大于55%；
將銀-氟酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷與蒸餾水配成糊劑用于健康成年雄性新西蘭大白兔牙槽骨填充，3周后處死行組織學觀察發(fā)現(xiàn)植入物附近有大量小梁骨樣新生骨組織形成，皮質(zhì)骨覆蓋70%以上，并且沒有炎癥出現(xiàn)；說明銀-氟酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷可用于牙槽骨填充；
抗菌性能檢測表明（根據(jù)snt3122-2012無機抗菌材料抗菌性能試驗方法），銀-氟酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷顆粒對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌率分別達到99.9、99.95和99.9%，具有廣譜抗菌性能。
實施例10
[ca9.2sr0.8][(po4)4.4(sio4)1.6](oh)2透明陶瓷
稱取760.40g硝酸鈣（四水）、41.34g碳酸鍶、159.15g偏硅酸鈉(九水)于反應釜中，加入8l去離子水配置成混合溶液，調(diào)節(jié)混合溶液ph值為13；稱取277.33g磷酸氫二銨于容器中，加入2l去離子水配置成磷酸氫二銨溶液；以8ml/min速度將磷酸氫二銨溶液加入到反應釜中的混合溶液中進行反應，37℃水浴反應22h，反應結束后，得到反應物漿料；抽濾去除反應物漿料中多余液體，控制反應物漿料固含量為60%，得到前驅(qū)體漿料；前驅(qū)體漿料采用澆注成型工藝得到矩形柱體素坯，矩形柱體素坯經(jīng)冷凍干燥后放入紅外爐內(nèi)燒結（升溫速度650℃/min，1200℃保溫20min），得到三維多孔結構的鍶-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷（外形尺寸5×10×25mm）。
對鍶-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷進行xrd分析，結果顯示，結晶度為92%，掃描電鏡檢測（見圖6）顯示平均晶粒尺寸小于2μm；
對鍶-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷進行透明度檢測，透光率大于45%；
對鍶-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷在模擬體液中進行降解測試，在模擬體液中的最大降解率大于45%；
將該鍶-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷植入健康成年雄性新西蘭大白兔橈骨缺損處，術后2、4、8、12周行x線、組織學觀察及12周掃描電鏡觀察（見圖7）骨缺損區(qū)骨生成情況，顯示成骨較好，新骨長入85%以上；說明鍶-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷可用于骨缺損修復。
實施例11
[ca8.4ag1.6](po4)6[(oh)1.5f0.5]透明陶瓷
稱取673.62g硝酸鈣（四水）、95.13g硝酸銀、6.832g氟化鈉于反應釜中，加入8l去離子水配置成混合溶液，調(diào)節(jié)混合溶液ph為13；稱取277.33g磷酸氫二銨于容器中，加入2l去離子水配置成磷酸氫二銨溶液；以100ml/min速度將磷酸氫二銨溶液加入到反應釜中的混合溶液中進行反應，90℃水浴反應1h，反應結束后，得到反應物漿料；抽濾去除反應物漿料中液體，然后再經(jīng)去離子水反復洗滌和抽濾控制反應物漿料固含量為90%，得到前驅(qū)體漿料；前驅(qū)體漿料采用注塑成型工藝制成圓柱形素坯，將圓柱形素坯放入紅外爐燒結（800℃燒結120min，升溫速率9000℃/min），得到銀-氟酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷。
對銀-氟酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷進行xrd分析，結果顯示，結晶度為45%，掃描電鏡檢測顯示晶粒尺寸小于0.1μm；
掃描電鏡檢測，銀-氟酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷直徑為0.5~1mm，長度尺寸為0.5~3mm；
對銀-氟酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷進行透明度檢測，透光率大于10%，
對銀-氟酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷在模擬體液中進行降解測試，在模擬體液中的最大降解率大于65%；
將銀-氟酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷與蒸餾水配成糊劑用于健康成年雄性新西蘭大白兔牙槽骨填充，3周后處死行組織學觀察發(fā)現(xiàn)植入物附近有大量小梁骨樣新生骨組織形成，皮質(zhì)骨覆蓋70%以上，并且沒有炎癥出現(xiàn)；說明銀-氟酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷可用于牙槽骨填充；
抗菌性能檢測表明（根據(jù)snt3122-2012無機抗菌材料抗菌性能試驗方法），銀-氟酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷顆粒對金黃色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌率分別達到99.90和99.5%，具有廣譜抗菌性能。
實施例12
[ca9.2sr0.5co0.2fe0.1][(po4)4.4(sio4)1.6](oh)2透明陶瓷
稱取651.77g硝酸鈣（四水）、31.74g硝酸鍶、17.46g硝酸亞鈷（六水）、7.26g硝酸鐵、136.42g偏硅酸鈉(九水)于反應釜中，加入8l去離子水配置成混合溶液，調(diào)節(jié)混合溶液ph值為11；稱取174.32g磷酸氫二銨于容器中，加入2l去離子水配置成磷酸氫二銨溶液；以12ml/min速度將磷酸氫二銨溶液加入到反應釜中的混合溶液中進行反應，47℃水浴反應12h，反應結束后，得到反應物漿料；抽濾去除反應物漿料中多余液體，控制反應物漿料固含量為65%，得到前驅(qū)體漿料；前驅(qū)體漿料采用澆注成型工藝得到矩形柱體素坯，矩形柱體素坯經(jīng)冷凍干燥后放入紅外爐內(nèi)燒結（升溫速度450℃/min，1100℃保溫40min），得到鍶-鈷-鐵-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷（外形尺寸5×10×25mm）。
對鍶-鈷-鐵-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷進行xrd分析，結果顯示，結晶度為95%，掃描電鏡檢測顯示平均晶粒尺寸小于15um；
對鍶-鈷-鐵-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷進行透明度檢測，透光率大于35%；
對鍶-鈷-鐵-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷在模擬體液中進行降解測試，在模擬體液中的最大降解率大于55%；
將該鍶-鈷-鐵-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷植入健康成年雄性新西蘭大白兔橈骨缺損處，術后2、4、8、12周行x線、組織學觀察骨缺損區(qū)骨生成情況，顯示新骨長入87%以上；說明鍶-鈷-鐵-硅酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷可用于骨缺損修復。
實施例13
[ca8.4mn1.0cu0.5ag0.1](po4)6[(oh)1.5f0.5]透明陶瓷
稱取595.10g硝酸鈣（四水）、5.10g硝酸銀、53.69g硝酸亞錳、28.13g硝酸銅、6.30g氟化鈉于反應釜中，加入8l去離子水配置成混合溶液，調(diào)節(jié)混合溶液ph為10；稱取237.71g磷酸氫二銨于容器中，加入2l去離子水配置成磷酸氫二銨溶液；以5ml/min速度將磷酸氫二銨溶液加入到反應釜中的混合溶液中進行反應，45℃水浴反應20h，反應結束后，得到反應物漿料；抽濾去除反應物漿料中多余液體，控制反應物漿料固含量為75%，得到前驅(qū)體漿料；前驅(qū)體漿料采用注塑成型工藝制成圓柱形素坯，將圓柱形素坯放入微波爐燒結（920℃燒結20min，升溫速率1200℃/min），得到錳-銅-銀-氟酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷。
對錳-銅-銀-氟酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷進行xrd分析，結果顯示，結晶度為95%，掃描電鏡檢測顯示晶粒尺寸小于8um；
掃描電鏡檢測，錳-銅-銀-氟酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷直徑為0.2~1mm，長度尺寸為0.5~1mm；
對錳-銅-銀-氟酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷進行透明度檢測，透光率大于20%；
對錳-銅-銀-氟酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷在模擬體液中進行降解測試，在模擬體液中的最大降解率大于45%；
將錳-銅-銀-氟酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷與羧甲基纖維素鈉、蒸餾水配成糊劑用于健康成年雄性新西蘭大白兔牙槽骨填充，5周后處死行組織學觀察發(fā)現(xiàn)植入物附近有大量小梁骨樣新生骨組織形成，皮質(zhì)骨覆蓋80%以上，并且沒有炎癥出現(xiàn)；說明錳-銅-銀-氟酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷可用于牙槽骨填充；
抗菌性能檢測表明（根據(jù)snt3122-2012無機抗菌材料抗菌性能試驗方法），錳-銅-銀-氟酸根離子共摻雜羥基磷灰石透明陶瓷顆粒對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌率分別達到97.9、98.5和99.5%，具有廣譜抗菌性能。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。