磷酸鈣生物陶瓷.pdf

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1、第!"卷第#期佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）$%&’!"(%’##))!年*月+%,-./&%0+1/2,314.156-317（8(/7,-/&9:16.:6;<171%.）+,.6#))!"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""文章編號(hào)：!""#$!%"（&&""!）"&$"!’($"(磷酸鈣生物陶瓷!秦湘閣，馬臣，孟祥才（佳木斯大學(xué)材料工程學(xué)院，黑龍江，佳木斯!(%""’）摘要：磷酸鈣生物陶瓷材料包括磷酸三鈣（）和羥基磷灰石（,-），具有較好的生物相容性"$)*+和

2、生物活性.本文總結(jié)了磷酸鈣生物陶瓷材料的制備方法和力學(xué)性能研究的最新進(jìn)展，指出溶液沉淀法和溶膠凝膠法是目前優(yōu)先使用的精細(xì)磷酸鈣陶瓷粉末制備工藝，由于磷酸鈣陶瓷的韌性較低，必須對(duì)它進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)增韌，以擴(kuò)大在臨床中的應(yīng)用范圍.關(guān)鍵詞：磷酸鈣生物陶瓷；羥基磷灰石；制備技術(shù)；力學(xué)性能中圖分類號(hào)：/0!%.&12!文獻(xiàn)標(biāo)志碼：-"引言隨著人們對(duì)生物材料質(zhì)量和安全性不斷提高的要求和生物陶瓷在醫(yī)療康復(fù)系統(tǒng)中的應(yīng)用，生物陶瓷材料成為材料科學(xué)和醫(yī)學(xué)工程的一個(gè)重要研究領(lǐng)域［!］.在目前研究和使用的硬組織替換生物材料中，磷酸鈣生物陶瓷占有很大的比重，主要是因?yàn)榱姿徕}生物陶瓷具

3、有良好的生物相容性和生物活性，對(duì)人體無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)致癌作用，并可以和自然骨通過(guò)體內(nèi)的生物化學(xué)反應(yīng)成為牢固的骨性結(jié)合［&］.磷酸鈣生物陶瓷主要包括磷灰石和磷酸三鈣，作為生物材料使用的磷灰石一般是*3與+原子比為!.0’的羥基磷灰石*3!（"+/%）（0/,）（&,45678493:3;<;=，簡(jiǎn)稱,-），磷酸三鈣是*3與+原子比為!.(的"$磷酸三鈣"$*3（1+/%）（&)6<>39>

4、原蛋白以及其他生物聚合物中構(gòu)成的連續(xù)多相復(fù)合體，因此磷酸鈣鹽陶瓷具有與骨骼礦化物類似的成分和表面及體相結(jié)構(gòu)［1］，與人體組織有良好的生物相容性，可和自然骨形成牢固的骨性結(jié)合.本文主要綜述了應(yīng)用在骨骼系統(tǒng)硬組織（如骨、關(guān)節(jié)或牙齒）的磷酸鈣生物陶瓷的制備技術(shù)和力學(xué)性能研究的最新進(jìn)展.!磷酸鈣生物陶瓷的物相組成和生物學(xué)性質(zhì)磷酸鈣陶瓷的穩(wěn)定相主要取決于制造和使用過(guò)程中的溫度和水的存在［!］.在體溫下，對(duì)于水媒質(zhì)如體液，只有兩種磷酸鈣是穩(wěn)定的：:,D%.&時(shí)為*3,+/%·&,&/（磷酸二鈣，透鈣磷石，*&+）；:,E%.&時(shí)，穩(wěn)定相是*3!（"+/%）（0/

5、,）（&羥基磷灰石，,-）；在較高溫度，是其他的相，如*3（1+/%）（&磷酸三鈣，*1+，)*+）和*3%+&/（F磷酸四鈣，*%+）.未水合的高溫磷酸鈣相植入體內(nèi)后，在1’G與水或體液反應(yīng)將形成穩(wěn)定的,-.例如，*3（+/）植入體內(nèi)后，在其表面發(fā)生下列反應(yīng)［%］：1%&%*3（1+/%）&2&,&/!*3!（"+/%）（0/,）&2*3&2&,+/&$%從上式可知，反應(yīng)升高了體液的:,值，從而進(jìn)一步增加了)*+的溶解（吸收）和,-的形成.鈣磷比在決定磷酸鈣體內(nèi)溶解性和吸收趨勢(shì)上起著重要作用，燒結(jié)材料中的微孔可以增加這些相的溶解性［!］.,-穩(wěn)定存

6、在的溫度范圍隨著!,/而增加，因?yàn)?,/決定*%+和*1+向,-轉(zhuǎn)化率.由于存在影響穩(wěn)&&!收稿日期：&""!—"&—&"作者簡(jiǎn)介：秦湘閣（!F01$），男，黑龍江佳木斯人，佳木斯大學(xué)材料工程學(xué)院講師，現(xiàn)為北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院在讀博士生.(>-佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）*))(年!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!定磷酸鈣形成率的動(dòng)力學(xué)勢(shì)壘，一般難以預(yù)測(cè)燒結(jié)時(shí)所形成的高溫相的體積分?jǐn)?shù)和冷卻到室溫使它們的相對(duì)穩(wěn)定性!和"#比較，更易于在體內(nèi)溶解，其溶解度約

7、比"#高()*)倍!雖然如此，它們的生理性質(zhì)卻!$%&’無(wú)本質(zhì)上差別!磷酸鈣生物陶瓷在體內(nèi)的降解速率不僅取決于它的結(jié)晶相組成，而且和它的顯微結(jié)構(gòu)密切相關(guān)!致密的陶瓷，無(wú)論是"#還是，都是幾乎不降解的，屬于表面活性生物陶瓷!通過(guò)空隙率和組!$%&’成相含量的控制，可改變磷酸鈣陶瓷在體內(nèi)的降解速率，從接近于零到大于每月()+!當(dāng)它們?cè)隗w內(nèi)降解和被吸收后，通常都被新生骨所代替［*］!*磷酸鈣陶瓷粉末的制備制備塊狀磷酸鈣陶瓷的第一步是磷酸鈣陶瓷粉末的制備，主要有濕法和固態(tài)反應(yīng)法!濕法包括：水熱反應(yīng)法［,］、水溶液沉淀法［-$()］以及溶膠凝膠法［(($(.］

8、，此外還有有機(jī)體前驅(qū)熱分解法［(/］、微乳劑介質(zhì)合成法［(,］等!各種制備工藝的研究目標(biāo)是得到成分均勻、粒度