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文檔簡介

1、專題生物玻璃生物玻璃是由SiO2, Na2O, CaO, P2O5等氧化物組成的玻璃系列，改變比例，可以得到活性程度不同的生物玻璃。生物玻璃的最大優(yōu)點是具有很高的生物活性，快速與骨組織結合；但它的缺點是強度太低，彎曲強度僅為30-50MPa，無法承受應力的作用。因此它的應用受到了限制，目前僅用于涂層、顆粒和不受力的場合。生物玻璃是軟的玻璃，最后的形狀尺寸由機械加工得到。常用的機械加工手段都可以用于加工生物玻璃。大多數(shù)的生物玻璃的基本成分是SiO2, Na2O, CaO, P2O5等四種氧化物。H. Hench教授發(fā)展的第一個生物玻璃成分按重量百分比計為：45%SiO2, 24.5%Na2O,

2、24.4%CaO, 6%P2O5等，商品名 Bioglass® 45S5。在上圖中，區(qū)域A范圍成分的生物玻璃都具有生物活性，在體內可以與骨組織形成直接的化學結合。在A區(qū)域中心虛線劃出的成分范圍內的生物玻璃還同時具有軟組織的結合能力。圖中對應的成分正是Bioglass® 45S5 。在區(qū)域B內的玻璃是惰性的，它們與骨結合時界面上形成纖維包繞層。在區(qū)域C內的玻璃是可吸收的玻璃，植入體內1030天內就完全被吸收。在上述成分中，用CaF2或MgO部分替代CaO對玻璃的生物活性產(chǎn)生很小影響；K2O部分替代Na2O同樣不明顯影響生物活性。生物玻璃與骨組織結合的原理生物玻璃與骨組織化學結

3、合的本質是在體液中的化學反應，在生物玻璃表面發(fā)生的反應導致生成羥基磷灰石層，羥基磷灰石層則可直接與骨發(fā)生結合。表面反應的過程是以往眾多研究熱點，目前一致認為分以下5步進行：Stage I：玻璃表面溶出K+，Na+，Ca2+離子，這些離子在玻璃中沒有形成網(wǎng)絡，因此它們的溶出速度快、而且對性能沒有影響。溶出的直接結果是玻璃表面pH值升高到7.4以上；Stage II：形成網(wǎng)絡的-Si-O-Si-O-Si-鍵斷裂，硅以Si(OH)4的形式被溶出。 Si(OH)4的溶出速度取決于玻璃中SiO2的含量，含量越高，網(wǎng)絡越完全，溶出速度越慢。-Si-O-Si- + H2O - -Si-OH + HO-Si-Stage III： 溶出的Si(OH)4在表面聚合，形成水合的SiO2凝膠層；Stage IV： 生理液中的二價鈣離子Ca2+, 磷酸根離子PO43- 遷移至SiO2凝膠表面，形成非晶的CaO- P2O5 層；Stage V：非晶的C

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