磷酸钙生物陶瓷.doc

磷酸钙生物材料 引言 生物陶瓷（Bioceramies）是指用作特定的生物或生理功能的一类陶瓷材料，即直接用于人体或与人体相关的生物、医用、生物化学等的陶瓷材料。广义讲，凡属生物工程的陶瓷材料统称为生物陶瓷。 做为生物陶瓷材料，需具备如下条件：生物相容性；力学相容性；与生物组织有优异的亲和性；抗血栓；灭菌性并具有很好的物理、化学稳定性。生物陶瓷材料可分为生物惰性陶瓷、生物活性陶瓷和生物复合材料三类。生物陶瓷材料因其与人的生活密切相关，故一直倍受材料科学工作者的重视。 目前广泛应用的生物降解陶瓷为β- 磷酸三钙( 简称β-TCP)，属三方晶系，钙磷原子比为1.5，是磷酸钙的一种高温相。β-TCP 的最大优势就是生物相容性好，植入机体后与骨直接融合，无任何局部炎性反应及全身毒副作用。其不足是高切口敏感性导致的低疲劳强度，较高刚性和脆性使其难以加工成型或固定钻孔。 基于仿生原理，制备类似于自然组织的组成、结构和性质的理想生物陶瓷，应该是生物陶瓷的一个发展方向。磷酸钙盐生物陶瓷人工骨，虽然与骨盐的组成相同，但不同部位的骨性质是不尽相同的，为此组成和结构类似于骨骼连续变化的多孔磷酸钙陶瓷的研究是正在进行的非常有价值的课题。 对于可生物降解的磷酸钙生物陶瓷而言，磷酸钙陶瓷在体内从无生命到有生命的转变过程，即无机物的钙磷是如何转变成为生物体内的有机钙磷，其中是否存在一个晶型转变或晶型转变的过程是如何进行的；材料降解后其产物在体内的分布和代谢途径以及各分支的量的关系等等也应引起材料工作者的高度重视。 二、磷酸钙陶瓷的制备工艺 磷酸钙陶瓷粉末的制备 制备块状磷酸钙陶瓷的第一步是磷酸钙陶瓷粉末的制备，主要有湿法和固态反应法!湿法包括：水热反应法、水溶液沉淀法以及溶胶凝胶法，此外还有有机体前驱热分解法、微乳剂介质合成法等各种制备工艺的研究目标是得到成分均匀、粒度微细的磷酸钙粉末。各种制备工艺的研究没仪表是得到成分均匀、粒度微细的磷酸钙粉末。固态反应法（无氧条件下进行反应）往往给出符合化学计量、结晶完整的产品，但是它们要求相对较高的温度和热处理时间，而且这种粉末的可烧结性较差。 用水热合法成法获得的磷酸钙陶瓷材料一般结晶程度高，Ca/P比接近化学计量值 溶液沉淀法法的优点是工艺简便可靠，合成物纯度高，较其它方法更适合于实验生产，在温度不超过100°C的条件下，可制备纳米尺寸的纤维颗粒粉末!溶液沉淀法法也可以制备羟基磷灰石涂层!溶胶凝胶法可以得到无定形、纳米尺寸、Ca/P比接近化学计量值的磷酸钙陶瓷粉末!溶胶凝胶法的优点是高纯、超细、均匀性高、颗粒形状及尺寸可控，反应在室温进行，设备简单；缺点是化学过程复杂、需采取措施避免团聚以及液体溶剂对环境的污染!。 磷酸钙陶瓷粉末的制备工艺已经比较成熟，但是到目前为止在我国还没有形成磷酸钙陶瓷粉末材料的批量生产能力。 溶液沉淀法和溶胶凝胶法是目前优先使用的磷酸钙陶瓷粉末的制备工艺，下面详细介绍这两种方法。 1.1溶液沉淀法 这种方法是通过含钙磷的反应物在溶液中的反应生成磷酸钙沉淀，将沉淀物过滤、洗涤和干燥而获得精细磷酸钙陶瓷粉末。下面将总结溶液沉淀法的一些必威体育精装版进展。 Yeong等通过氢氧化钙和亚磷酸溶液反应制得了一种精细的羟基磷灰石初级粒子!为了制备烧结羟基磷灰石陶瓷，这些初级粒子并没有以粉末形式煅烧，而是在单向模具中进行压实，然后在不同温度进 行粉末粒子的热处理，最后再在高温进行烧结。在低于1000℃的温度获得了98.15%的理论致密度。在1200℃长时间保温20h并不影响烧结羟基磷灰石的相组成。Ikomo等也用此法得到了精细的羟基磷灰石粉末和致密度为的98%烧结羟基磷灰石。 KIvrak等使用一种全新的一步化学沉淀技术制备了亚微米尺寸的、化学成分均匀的高纯双相混合粉末。在粉末沉淀过程中，使用四水硝酸钙和溶解于蒸馏水中一定数量的磷酸氢二胺盐作为反应物质。复合生物陶瓷粉末用含有20%90%的ⅡA（平衡相是TCP相）制备.用复合粉料制备的小球在1200℃的干燥气氛中烧结成几乎完全密实的固体. 李晓玲等报告了采用湿法合成法制备羟基磷灰石生物陶瓷的新途径!用钙离子和磷酸离子在水溶液和（或）有机溶液中发生合成反应，生成ⅡA微晶。其实验步骤是：①自制高纯度的氧化钙粉末：取化学纯碳酸钙粉末通入氮气加热，使碳酸钙充分分解成氧化钙②制备高纯度的氢氧化钙悬浮液。悬浮液高速搅拌后颗粒粒径为0.075微米。③悬浮液中加入稀释纯磷酸，特定的条件下反应生成ⅡA沉淀④沉淀物水洗干燥得到粒径为0.1微米的ⅡA结晶体。ⅡA晶体在金属模内加压成生胚，经900℃烧结成素胚，素胚经粗加工用1300℃加压烧结成致密型ⅡA. 1.2溶胶凝胶法 溶胶凝胶法是将反应物质制成溶胶，通过溶剂的迅速挥发以及后续的缩聚反应而凝胶化，再经干燥和热处理，即可获得磷