培训课件_生物陶瓷材料.ppt

* （1）由于良好的化学稳定性和生物相容性：人工骨和口腔材料。 如：颚骨、鼻软骨的支撑。 （2）HAP用于牙膏添加剂，能吸附葡萄聚糖，有利于防止牙龈炎，同时还能吸附蛋白质、氨基酸和体液，经过十几年的临床研究，HAP能有效防治牙龈炎和牙槽炎。 （3）用于药物输送、体内废物排除、人工器官电源输入、生物传感器检测生物信号（血压、血液动力学、血糖水平、深度体温）。 羟基磷灰石（HAP）生物活性陶瓷还可用于 7生物活性陶瓷 7.2羟基磷灰石 * 该材料具有生物吸收性，最终能被原骨吸收溶于原骨组织中与原骨长成一体（磷酸三钙最终变为与羟基磷灰石晶型相同）。一般认为，生物陶瓷的这种生物吸收或称生物降解性主要来源于以下三种途径： ① 生物化学溶解作用，它与材料的溶解产物和周围环境的局部有关； ② 由于晶界的优先侵蚀而引起的物理分解作用； ③ 生理作用，如引起pH局部下降的吞食作用。 7生物活性陶瓷 7.3磷酸三钙 * 可以说，任何一种单一材料都不可能达到生物医学要求的尽善尽美的性能，因而在临床应用上有很大的局限性。 活性生物医学陶瓷 金 属 高分子材料 主要 优点 优异的机体相容性 和生物活性 主要 缺点 强度和韧性较低 强度和韧性好 生物惰性材料 柔软，易成型复杂形状，有些还有非凡的生物医学性能 强度、弹性模量低，易老化 * 金属与陶瓷的复合形式主要有两种： ① 在高强度耐腐蚀的金属（如钛合金、Co－Cr合金、钽、铌、不锈钢等）表面涂覆活性生物医学陶瓷层； ② 用金属纤维埋于活性生物陶瓷机体中，以增强、增韧生物医学陶瓷。 8.1金属与陶瓷的复合 金属与HAP、磷酸三钙(TCP)和生物玻璃(BG)复合的活性生物陶瓷中最有效果的是部分稳定的二氧化锆 因含钙的ZrO2 陶瓷具有较好的生物相容性，又有高的强度和好的韧性。故加入ZrO2与HAP、TCP和BG复合可明显提高活性生物陶瓷的强度和韧性。 8生物陶瓷复合材料 * (1) 生物活性陶瓷/生物活性陶瓷复合材料 (2) 生物活性陶瓷/生物惰性陶瓷复合材料 1）羟基磷灰石HAP/ZrO2复合材料，可获生物相容性好，强度和韧性高。 2）磷酸三钙TCP/ZrO2复合材料，提高力学性能。 3）羟基磷灰石HAP/纳米SiC复合材料 7生物陶瓷复合材料 7.2生物活性陶瓷复合 * 将彼此交联的直径为50μm、100μm或200μm不锈钢或钛的纤维浸渍于生物玻璃（45S5）熔体中，然后冷却、退火而得到的一种高强度和高韧性的复合材料。 7生物陶瓷复合材料 7.3纤维增强生物玻璃复合材料 动态疲劳试验研究表明： 这种材料在生理环境中受到和人体致密骨抗弯强度相当的应力作用，其寿命可超过50年，是预测寿命最长的生物陶瓷材料。 * 1）生物活性陶瓷/天然高分子复合 胶原是机体生命的最根本基质，具有以脯氨酸等中性氨基酸和含有碱性或酸性侧链的氨基酸蛋白质的结构和特性。选用与自然骨有机质更接近的胶原与HAP复合，这样植入材料就能和受骨的骨胶原末端的氨基和羟基相结合，形成具有生物活性的化学结合面，从而发挥其正常的生理作用。 7生物陶瓷复合材料 7.4医用高分子生物陶瓷复合材料 * 2）羟基磷灰石/聚乳酸（PLA）复合 复合内固定材料中HAP有如下功能： ① 改善材料的骨结合能力； ② 中和PLA降解过程中产生的小分子酸性物质， 减少甚至避免植入人体周围组炎症的发生； ③ 对高分子基体起增强作用； ④ 为骨愈合或修复过程提供优质钙、磷来源； ⑤ HAP不透X射线，简化了手术控制和术后诊断难度。 7生物陶瓷复合材料 7.4医用高分子生物陶瓷复合材料 * 3）HAP/有机骨水泥聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）复合 将生物活性陶瓷HAP粉末（经75μm过筛）、甲基丙烯酸甲酯单体（MMA）液剂、MMA粉剂，按一定比例混合，进行充分搅拌，形成含HAP的PMMA的复合预聚体，然后用偶联剂处理玻璃纤维并与HAP/PMMA进行复合，制得抗拉强度、弹性模量、抗疲劳和蠕变性能大大提高的复合材料。 7生物陶瓷复合材料 医用高分子生物陶瓷复合材料 9生物陶瓷的应用实例 生物陶瓷是陶瓷材料的一个重要分支,是用于生物医学及生物化工中的各种陶瓷材料,其总产值约占特种陶瓷的5%。目前,约有40余种生物陶瓷材料在医学、整形外科方面制成了50余种复制和代用品。全世界生物材料的价值共达三十五亿美元。 10生物陶瓷的发展前景及所存在的问题 生物陶瓷的发展前景 在医用方面，生物陶瓷已成为生物材料的一个重要领域，生物陶瓷有着不可估量的医用前景。 1人工陶瓷关节 人们正在研制开发机