生物陶瓷材料 课件.ppt

生物活性陶瓷及其应用与发展;生物陶瓷材料的简单介绍;目录;1引言;2生物陶瓷的发展历程;2生物陶瓷的发展历程;3生物陶瓷应具备的性能 ;3生物陶瓷应具备的性能;4生物陶瓷的优点; ;;6生物惰性陶瓷6.1生物惰性氧化铝;6生物惰性陶瓷6.1生物惰性氧化铝;烧结添加剂：1）能与氧化铝形成固溶体； 2）能在晶界形成液相。;优点： 1）机械强度高，尤其是抗压强度； 2）硬度高，耐磨性好； 3）优良的物理化学稳定性和抗腐蚀，能在体液环境中长期稳定存在； 4）优良的生物相容性，在人体内呈生物惰性，对人体几乎无不良影响。;双极 人工 股骨头;6生物惰性陶瓷6.1生物惰性氧化锆;ZrO2陶瓷关节;物理特性;6生物惰性陶瓷6.1碳质材料 ;碳素类陶瓷;生物活性陶瓷 指具有优异的生物相容性，能与自身骨形成骨性结合界面，结合强度高，稳定性好，植入骨内还具有诱导骨细胞生长的效果，参与新陈代谢，甚至与生物体骨和齿结合一体的生物医学陶瓷。; 与原骨结合处无纤维状组织形成，其表面和生理环境发生选择性的化学反应，所形成的界面能保护移植物，防止降解，本身的化学成分与动物骨和牙齿等硬组织相近，均含磷灰石，是一种仿生人造骨齿，依靠活性表面与天然组织结合。; ;7生物活性陶瓷 7.1生物玻璃和生物微晶玻璃 ; ;羟基磷灰石陶瓷应用例—人工听小骨假体 表面具有微孔，可使患者听力平均提高20~30dB，适用于慢性化脓性中耳炎患者作听小骨置换。;干法是将含有Ca的化合物和磷的化合物的粉末按一定的化学当量配比，在高温下反应合成。 ;干法合成工艺简单，反应速度快，但不易得到高纯产物；尤其是固相反应较难控制产物组成、粒度。;羟基磷灰石（HAP）生物活性陶瓷的生物学性能及其与骨结合 （1）具有良好的生物相容性，植入体内不仅安全无毒，还能传导骨生长，即新骨可以从HAP植入体与原骨结合处沿着植入体表面或内部贯通性孔隙攀附生长。;（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）。; 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。 ;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。 ;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。 ;(1) 生物活性陶瓷/生物活性陶瓷复合材料; 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。; 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。;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。;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。;9生物陶瓷的应用实例;10生物陶瓷的发展前景及所存在的问题;10生物陶瓷的发展前景及