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概述;广义的生物陶瓷可以分为与人体相关的陶瓷(植入类陶瓷)和与生化学相关的陶瓷(生物工程类陶瓷)二大类。所谓的与人体相关的陶瓷就是指通过植入人体或是与人体组织直接接触，使机体功能得以恢复或增强可使用的陶瓷。一般狭义地称生物陶瓷就是指这类陶瓷。图4-1是几种常见的生物陶瓷制品。

;陶瓷植入材料根据其与生物体组织的反应程度一般可以分为三类：生物惰性陶瓷、生物活性陶瓷和生物可降解陶瓷。如下表所示。;§4.1陶瓷结构与性能的关系;陶瓷的结构

一般来说，陶瓷是一种多晶材料，它是由晶粒和晶界所组成的烧结体，显微组织由晶体相，玻璃相和气相组成。由于各相的相对量变化很大，分布也不均匀，所以使各相的组成，结构，数量，几何形状及分布状况都不相同，直接影响陶瓷材料的性能。;陶瓷的结构类型可以用AmXn表示（表4-2）。A代表金属元素；X代表非金属元素；m和n代表整数。最简单的陶瓷化合物为AX型陶瓷晶体。

AX化合物有三种形式，主要取决于原子的半径比率。如果RA/RX0.732则为一简单的立方体结构，如CsCl结构，A原子（或离子）位于8个X原子的中心。如果离子的半径比率完全不同，则呈现出面心立方体结构，如NaCl、KCl、LiF、MgO、CaO、MnO等化合物，这类结构以阴离子为面心立方点阵，阳离子位于其晶胞和棱边的中心；也可以非立方结构的形式存在，如ZnS、FeS、ZnO等，其结构原子排列比较复杂，形成硬而脆的陶瓷材料。;化合物;156g/cm2，折射率为1.

氧化锆陶瓷的应用范围也大体与氧化铝相似，曾用作人工牙根、人工关节和骨折固定用螺钉等。

一般狭义地称生物陶瓷就是指这类陶瓷。

β-TCP陶瓷的降解机理

HA对软组织也同样具有良好的相容性。

生物陶瓷与陶瓷复合材料

HA陶瓷由于分子结构和钙磷比与正常骨的无机成分非常近似，其生物相容性十分优良，对生物体组织无刺激性和毒性。

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课题。

致密磷酸钙陶瓷的力学性能见表4-4。

该法反应温度不高，合成粉料纯度高，颗粒较细，工艺简单，合成粉料的成本相对较低。

①+②Si-OH在界面处形成

若设裂纹的长度为C，应力集中系数可根据Griffith公式得到：

67的羟基磷灰石Ca10(PO4)6(OH)2(Hydroxylapatite，简称HA)，磷酸三钙是Ca与P原子比为1.

该法是在温度高于900°C条件下，非水固相反应制备β-TCP粉末。

式中，σ为垂直作用于此裂纹的平均应力；

图4-6一种自蔓延高温合成法制备HA的工艺流程图

所以植人材料的孔径必须大于l00～150μm。

等离子流速较高使喷涂粒子以较大速度撞击到基体上形成的涂层与基体间结合强度较大；

易于实现自动化且成本适中。;陶瓷的物理性能

陶瓷材料的机械性能

陶瓷材料的弹性变形

陶瓷材料的拉伸模量一般比金属的大得多，常相差数倍。这主要是由于陶瓷材料由离子键和共价键组成有关。陶瓷材料的弹性模量还与构成陶瓷材料的种类、分布比例、气孔率和加工工艺等因素密切相关，尤其是陶瓷的工艺过程对陶瓷材料的弹性模量有着很重要的影响。

;陶瓷材料的塑性变形与蠕变

大多数陶瓷材料在室温下几乎不能产生塑性变形，这是陶瓷材料力学行为最大的特点。

高温下，陶瓷材料受恒定应力长时间作用时会发生缓慢的塑性变形，这样的变形称为蠕变。影响蠕变的因素很多，主要包括温度、应力、时间以及晶粒尺寸、气孔率、相分布、晶体结构、晶体缺陷等等。;烧结体用的氧化锆粉末通常是以氯化锆为原料，经化学沉淀法或加水分解法制取．粉末粒径大小和结晶程度与溶液的初始浓度、PH值、温度等因素有关。

其次．它的极限负载能力强，在三单位冠桥上的承受力大约为2000牛顿。

该法是在温度高于900°C条件下，非水固相反应制备β-TCP粉末。

向磷酸盐玻璃中引入Al3+、B3+、Ga2+等三价元素，可打开双键，形成不含非桥氧的连续结构群，使电价平衡，结构稳定，生物活性降低。

组织中也可诱导成骨，具有

相变增韧机制是一种相对而言较新的增韧模型，并且是限于那些一定条件下某相可发生相变的复合材料，而这种相变往往是马氏体相变(Martenslittransformation)。

水热法对设备的耐腐蚀性要求较高，废液需要处理，反应条件对产物的生成和性质有较大的影响。

好的生理效应和力学性能的人工骨替代材料。

表面，并牢固的附着在HA颗粒（图4-11）和胶原纤维上了。

67的羟基磷灰石Ca10(PO4)6(OH)2(Hydroxylapatite，简称HA)，磷酸三钙是Ca与P原子比为1.

r为裂纹尖端处的曲率半径；

其次．它的极限负载能力强，在三单位冠桥上的承受力大约为2000牛顿。

生物陶瓷与陶瓷复合材料

等离子