第五章醫(yī)用陶瓷材料

關(guān)于第五章醫(yī)用陶瓷材料第1頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五5.1概述1）陶瓷（無機非金屬材料）的基本概念及分類陶瓷是指用天然或人工合成的粉狀化合物經(jīng)過成型和高溫?zé)Y(jié)制成的、由金屬和非金屬元素的無機化合物構(gòu)成的多晶或非晶固體材料。陶瓷可分為

普通陶瓷（傳統(tǒng)陶瓷）和特種陶瓷（近代陶瓷）。傳統(tǒng)的陶瓷都是以由硅、鋁、氧三種主要元素形成的天然硅酸鹽礦物為主要原料(如粘土、長石、硅石)制成的材料。而把近代陶瓷稱為“新型陶瓷”(NewCeramics)或“精細(xì)陶瓷”(FineCeramics)第2頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五普通陶瓷加工成型性好，成本低，產(chǎn)量大。除日用陶瓷、瓷器外，大量用于電器、化工、建筑、紡織等工業(yè)部門。景德鎮(zhèn)瓷器絕緣子第3頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五特種陶瓷原料是人工提煉的，即純度較高的金屬氧化物、碳化物、氮化物等化合物。這類陶瓷具有一些獨特的性能,可滿足工程結(jié)構(gòu)的特殊需要.屬于這類陶瓷的有壓電陶瓷、高溫陶瓷、高強度陶瓷、生物醫(yī)用陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷、環(huán)保陶瓷，等等.

第4頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五氧化鋁陶瓷

氧化鋁陶瓷以Al2O3為主要成分,含有少量SiO2的陶瓷，又稱高鋁陶瓷。Al2O3化工、耐磨陶瓷配件Al2O3密封、氣動陶瓷配件單相Al2O3陶瓷組織第5頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五氧化鋯陶瓷ZrO2氧化鋯單相陶瓷第6頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五2）生物陶瓷的基本概念及分類生物陶瓷是通過植入人體或是與人體組織直接接觸，使機體功能得以恢復(fù)或增強可使用的陶瓷。圖4-1是幾種常見的生物陶瓷制品。人工髖關(guān)節(jié)羥磷灰石生物陶瓷人工骨全瓷牙幾種常見的生物陶瓷制品第7頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五生物陶瓷的分類

根據(jù)種植材料與生物體組織的反應(yīng)程度，可將生物陶瓷分為三類:生物惰性陶瓷、生物活性陶瓷和生物可降解（吸收）陶瓷。1）生物惰性陶瓷在生物體內(nèi)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，生物相容性好，無組成元素溶出，對機體無刺激的陶瓷。如氧化鋁陶瓷，氧化鋯陶瓷、碳素材料（C），氮化硅（Si3N4）等第8頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五2）生物活性陶瓷材料的生物活性：即生物材料在體液環(huán)境下通過化學(xué)鍵和周圍活體組織緊密結(jié)合的能力。生物活性陶瓷：在生理環(huán)境中可通過其表面發(fā)生的生物化學(xué)反應(yīng)與骨組織形成化學(xué)鍵合。羥基磷灰石Ca10(PO4)6(OH)2生物活性玻璃Na2O-CaO-P2O5-SiO2生物活性玻璃陶瓷第9頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五3）生物可降解陶瓷（生物吸收陶瓷）(Biodegradable)這類材料在生物體內(nèi)能誘導(dǎo)骨質(zhì)生長，并逐步降解、吸收，被新生骨取代，從而達到修復(fù)或替換病損組織的目的。磷酸三鈣[Ca3(PO4)2，TCP]第10頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五三種生物陶瓷材料與骨結(jié)合的形式：生物惰性陶瓷：植入人體后成纖維細(xì)胞在其表面增殖，最終形成纖維組織包囊，形成纖維接觸界面。生物活性陶瓷（生物反應(yīng)性陶瓷）：與成骨細(xì)胞較成纖維細(xì)胞更易在其表面增殖，從而和新生骨直接結(jié)合，形成骨性結(jié)合，而不會在界面處產(chǎn)生纖維組織包囊。生物吸收陶瓷：存在新骨形成并伴隨陶瓷材料降解。第11頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五第12頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五5.2陶瓷結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系陶瓷材料是由共價鍵或離子鍵結(jié)合，含有金屬與非金屬元素的復(fù)雜化合物和固溶體。陶瓷材料的晶體結(jié)構(gòu)比金屬材料復(fù)雜且表面能小。因此其強度（抗壓強度）、硬度、彈性模量、耐磨性、耐蝕性和耐熱性要優(yōu)于金屬。但陶瓷的最大缺點是韌性差，脆性極大，抵抗內(nèi)部裂紋擴展能力很低，所以容易發(fā)生脆性斷裂。第13頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五5.2.1陶瓷的結(jié)構(gòu)

一般來說，陶瓷是一種多晶材料，它是由晶粒和晶界所組成的燒結(jié)體，顯微組織由晶體相，玻璃相和氣相組成。由于各相的相對量變化很大，分布也不均勻，所以使各相的組成，結(jié)構(gòu)，數(shù)量，幾何形狀及分布狀況都不相同，直接影響陶瓷材料的性能。第14頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五陶瓷的組成1.結(jié)晶相：主要組成相（如Al2O3），由離子鍵或共價鍵結(jié)合而成，決定陶瓷的性能：高熔點、高耐熱性、高化學(xué)穩(wěn)定性、高絕緣性、高脆性。2玻璃相：非晶態(tài)固體（如石英玻璃），將晶相粘結(jié)在一起，降低燒結(jié)溫度，抑制晶相晶粒長大和填充氣孔。氣相：氣孔（5％－10％）。對性能的不利影響：增加脆性、降低強度、電擊穿強度降低，絕緣性能降低。對性能的有利影響：提高吸振性，使陶瓷密度減小第15頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五陶瓷的結(jié)構(gòu)類型可以用AmXn表示（表4-2）。A代表金屬元素；X代表非金屬元素；m和n代表整數(shù)。最簡單的陶瓷化合物為AX型陶瓷晶體。AX化合物有三種形式，主要取決于原子的半徑比率。如果RA/RX>0.732則為一簡單的立方體結(jié)構(gòu)，如CsCl結(jié)構(gòu)，A原子（或離子）位于8個X原子的中心。如果離子的半徑比率完全不同，則呈現(xiàn)出面心立方體結(jié)構(gòu)，如NaCl、KCl、LiF、MgO、CaO、MnO等化合物，這類結(jié)構(gòu)以陰離子為面心立方點陣，陽離子位于其晶胞和棱邊的中心；也可以非立方結(jié)構(gòu)的形式存在，如ZnS、FeS、ZnO等，其結(jié)構(gòu)原子排列比較復(fù)雜，形成硬而脆的陶瓷材料。第16頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五化合物A(或X)晶格配位數(shù)位置填滿最小值RA/RX其他化合物CsClBCC8全部0.732CslNaClFCC6全部0.414MgO、MnSZnSFCC41/20.225CdS、ZnOAl2O3HCP62/30.414Cr2O3、Fe2O3表4-2AmXn結(jié)構(gòu)第17頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五當(dāng)陶瓷化合物的金屬離子和非金屬離子不同時，構(gòu)成螢石型結(jié)構(gòu)或剛玉型結(jié)構(gòu)。螢石結(jié)構(gòu)的氧化物有CeO2、PrO2、ZrO2等（圖4-2）。剛玉（Al2O3）型結(jié)構(gòu)的氧化物有Fe2O3、Cr2O3、Ti2O3、Ca2O3等（圖4-3）。圖4-2螢石的點陣結(jié)構(gòu)圖4-3剛玉的點陣結(jié)構(gòu)第18頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五陶瓷材料的工藝特點陶瓷是脆性材料，大部分陶瓷是通過粉體成型和高溫?zé)Y(jié)來成形的，因此陶瓷是燒結(jié)體。燒結(jié)體也是晶粒的聚集體，有晶粒和晶界，所存在的問題是其存在一定的氣孔率。Al2O3粉末的燒結(jié)組織ZrO2陶瓷中的氣孔第19頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五5.2.2陶瓷材料的力學(xué)性能彈性

（1）彈性模量大

E值大，是金屬材料的2倍以上。

∵共價鍵結(jié)構(gòu)有較高的抗晶格畸變、阻礙位錯運動的阻力。

晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，滑移系很少，位錯運動困難。

（2）彈性模量呈方向性：壓縮模量高于拉伸彈性模量。

結(jié)構(gòu)不均勻性：缺陷。（3）氣孔率↑，彈性模量↓第20頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五強度

抗壓強度比抗拉強度高得多，10倍左右。但抗拉強度和剪切強度卻很低（由于陶瓷內(nèi)部有大量空洞，拉伸時應(yīng)力集中大，為脆性材料）。硬度高、耐蝕性高耐磨性高：其耐磨性遠高于金屬，而且在高溫、腐蝕環(huán)境下更顯示出其獨特的優(yōu)越性。最重要的耐磨陶瓷材料是氧化鋁、氧化鋯和氮化硅陶瓷等。塑性：室溫下，絕大多數(shù)陶瓷材料塑性變形極小。第21頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五熱性能

陶瓷材料一般具有高熔點（大多在2000°C以上），極好的化學(xué)穩(wěn)定性和很強的抗氧化等特點。陶瓷材料的線膨脹系數(shù)一般都很小，約為10-5~10-6/K。第22頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五在目前研究和使用的硬組織替換生物材料中，磷酸鈣生物陶瓷占有很大的比重，主要是因為磷酸鈣生物陶瓷具有良好的生物相容性和生物活性，對人體無毒、無害、無致癌作用，并可以和自然骨通過體內(nèi)的生物化學(xué)反應(yīng)成為牢固的骨性結(jié)合。5.3磷酸鈣陶瓷第23頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五5.3.1概述

磷酸鈣生物陶瓷主要包括磷灰石和磷酸三鈣，作為生物材料使用的磷灰石一般是Ca與P原子比為1.67的羥基磷灰石Ca10(PO4)6(OH)2(Hydroxylapatite，簡稱HA)，磷酸三鈣是Ca與P原子比為1.5的β-磷酸三鈣β-Ca3(PO4)2(TricalciumPhosphate，簡稱β-TCP)。第24頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五磷酸鈣陶瓷粉末的制備制備塊狀磷酸鈣陶瓷的第一步是磷酸鈣陶瓷粉末的制備，主要有濕法和固態(tài)反應(yīng)法。濕法包括：水熱反應(yīng)法、水溶液沉淀法以及溶膠凝膠法等等。各種制備工藝的研究目標(biāo)是得到成分均勻、粒度微細(xì)的磷酸鈣粉末。第25頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五磷酸鈣陶瓷的燒結(jié)

制備致密磷酸鈣陶瓷的主要方法是粉末燒結(jié)技術(shù)。磷酸鈣陶瓷粉末先要壓制成需要的形狀，然后在1000℃～1500℃進行燒結(jié)。以Ca與P原子比為1.67的磷灰石粉末為原料，可得到HA陶瓷；以Ca與P原子比為1.5的磷灰石粉末為原料，可得到β-TCP陶瓷。第26頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五磷酸鈣生物陶瓷的力學(xué)性能與應(yīng)用

致密磷酸鈣陶瓷的力學(xué)性能見表5-1。從力學(xué)相容的角度來看，作為硬組織替換用的磷酸鈣鹽至少應(yīng)與被替換的器官有相近的強度和彈性模量。脆性是制約磷酸鈣生物陶瓷臨床應(yīng)用的主要因素之一。改善磷酸鈣鹽陶瓷的脆性，使其能應(yīng)用到大塊骨缺損的修復(fù)及承力部位，成為這一領(lǐng)域中材料研究急需解決的問題。第27頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五性能燒結(jié)羥基磷灰石燒結(jié)β-磷酸三鈣皮質(zhì)骨

成分Ca10(OH)2(PO4)4（>99.2%）β-Ca3(PO4)2(>99.7%)物相磷灰石磷鈣礦密度（g/cm3）3.163.071.6~2.1維氏硬度（HV）600壓縮強度（MPa）500~1000460~680100~230彎曲強度（MPa）115~200140~15450~150楊氏模量（GPa）80~11022~907~30斷裂韌性1.02~12表5-1磷酸鈣生物陶瓷的力學(xué)性能第28頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五磷酸鈣生物陶瓷材料的發(fā)展趨勢1）增韌補強。磷酸鈣陶瓷可以通過添加增強相提高它的斷裂韌性，磷酸鈣陶瓷基復(fù)合材料，已經(jīng)成為磷酸鈣生物陶瓷的發(fā)展方向之一。2）基于仿生原理，制備類似于自然組織的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的理想生物陶瓷，是生物陶瓷的另一個發(fā)展方向。組成和結(jié)構(gòu)類似于骨骼連續(xù)變化的多孔磷酸鈣陶瓷的研究是正在進行的課題。第29頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五5.3.2羥基磷灰石

羥基磷灰石(Hydroxyapatite，HA)是人體和動物骨骼、牙齒的主要無機成分，在骨質(zhì)中，羥基磷灰石大約占60％，它是一種長度為200～400mm，厚度15～30mm的針狀結(jié)晶，其周圍規(guī)則地排列著骨膠原纖維。HA由于其具有良好的生物活性和生物相容性，植入人體后能在短時間內(nèi)與人體的軟硬組織形成緊密結(jié)合而成為廣泛應(yīng)用的植骨代用品。但HA生物陶瓷脆性高、抗折強度低,目前僅能應(yīng)用于非承載的小型種植體,如人工齒根、耳骨、充填骨缺損等,而不能在受載場合下應(yīng)用。第30頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五圖4-4骨質(zhì)中HA的掃描電子顯微鏡照片第31頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五羥基磷灰石的晶體結(jié)構(gòu)羥基磷灰石理論組成為Ca10(PO4)6(OH)2，Ca/P為1.67。HA晶體為六方晶系，單位晶胞含有10個Ca2+、6個PO43和2個OH-。第32頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五沉淀法

通過把一定濃度的鈣鹽和磷鹽混合攪拌，控制在一定的pH值和溫度條件下，使溶液中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成HA沉淀，沉淀物在400~600℃甚至更高的溫度下煅燒，可獲得符合一定比例的HA晶體粉末。10Ca(NO3)2

+6(NH4)2HPO4+8NH3?H2O＝

Ca10(PO4)6(OH)2

+20NH4NO3

+6H2O羥基磷灰石粉末的制備第33頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五水熱法

水熱法是在特制的密閉反應(yīng)容器中(高壓釜)，采用水溶液作為反應(yīng)介質(zhì)，在高溫高壓環(huán)境中，使得原來難溶或不溶的物質(zhì)溶解并重結(jié)晶的方法。這種方法通常以磷酸氫鈣等為原料，在水溶液體系，溫度為200~400℃的高壓釜中制備HA,使原來難溶或不溶的物質(zhì)溶解并重新結(jié)晶。

這種方法條件較易控制，反應(yīng)時間較短，省略了煅燒和研磨步驟，粉末純度高，晶體缺陷密度低；合成溫度相對較低，反應(yīng)條件適中，設(shè)備較簡單，耗電低。第34頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五

水熱法制備羥基磷灰石的反應(yīng)式6CaHPO4

+4CaCO3

＝

Ca10(PO4)6(OH)2

+4CO2↑+2H2O↑35Chapter7Non-metallicInorganicMaterials高壓釜第35頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五羥基磷灰石涂層的制備由于HA的力學(xué)性能較差，抗彎強度和斷裂韌性指標(biāo)均低于人體致密骨，限制了它們單獨在人體負(fù)重部位的使用。采用有效方法在生物惰性材料表面涂覆生物活性HA涂層，既可使材料骨界面達到生理結(jié)合又可有效地利用生物惰性材料優(yōu)良的力學(xué)性能。（a）涂覆HA涂層的股骨柄；（b）近部涂覆HA涂層的骨柄第36頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五

HA涂層的制備方法有等離子噴涂法、溶膠-凝膠法、仿生溶液生長法、激光熔覆法、電化學(xué)法、水熱法、涂覆-燒結(jié)法等。等離子噴涂法

等離子噴涂法是采用燃燒能或電能將噴鍍材料(粉末或顆粒)熔化或霧化造成熔融態(tài)或半熔融態(tài)的粒子流并高速噴射到底材上而堆積成涂層的方法。

等離子焰熱量高度集中可以獲很高的溫度足以熔化任何一種難熔材料；等離子流速較高使噴涂粒子以較大速度撞擊到基體上形成的涂層與基體間結(jié)合強度較大；對基體熱影響小可以對已加工成形的工件進行表面噴涂；易于實現(xiàn)自動化且成本適中。第37頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五仿生溶液生長法該法模仿了自然界生理磷灰石的礦化機制，先配制一種與人體體液組成幾乎相同的溶液SBF（simulatedbodyfluid）,然后將金屬基板置于此溶液中以模仿生物環(huán)境，在金屬基板表面上生長出HA涂層。

仿生溶液生長法與傳統(tǒng)的涂層方法相比有以下幾個優(yōu)點：①低溫下(低于100℃)操作,可避免高溫噴涂引起的相變和脆裂,且低溫條件為共沉積蛋白質(zhì)等生物大分子提供了可能性；第38頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五②由于是在類似于人體環(huán)境條件的水溶液中自然沉積出來的,因此成分更接近于人體骨無機質(zhì),可望具有高的生物相容性和骨結(jié)合能力;③可在形狀復(fù)雜和表面多孔的基底上制備均勻的涂層;④所需設(shè)備投資少,工藝簡單,易于操作。因此,該技術(shù)在制備金屬-生物活性物質(zhì)涂層材料方面有著廣闊的應(yīng)用前景。第39頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五羥基磷灰石的性能物理化學(xué)性能

羥基磷灰石的理論密度為3.156g/cm2，折射率為1.64~1.65，莫氏硬度為5，微溶于水，呈弱堿性(pH=7~9)，易溶于酸而難溶于堿。HA是強離子交換劑，分子中的Ca2+容易被Cd2+、Hg2+

等有害金屬離子和Sr2+、Ba2+、Pd2+

等重金屬離子交換，還可與含有羧基的氨基酸、蛋白質(zhì)及有機酸等發(fā)生交換反應(yīng)。第40頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五機械性能HA致密體的機械強度與制作工藝有很大關(guān)系。要獲得高強度的燒結(jié)體，必須對原料合成、粉體成型和燒成制度等工藝條件進行最佳選擇。表4-5為HA致密體和人體硬組織的部分機械強度數(shù)值。HA材料具有普通陶瓷材料的共同弱點：脆性大，耐沖擊強度低。因此作為人工骨置換材料在承受較大張應(yīng)力的部位應(yīng)用時需要慎重。第41頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五抗壓強度撓曲強度扭曲強度抗拉強度彈性模量（MPa）（MPa）（MPa）（MPa）（MPa）HA致密體308~50961~11350~7611744000~88000致密人骨89~164160~18050~6889~11415800人牙釉質(zhì)384——10.382400人牙本質(zhì)295——51.718200表4-5羥基磷灰石和人體硬組織機械性能對照第42頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五生物學(xué)性能HA陶瓷由于分子結(jié)構(gòu)和鈣磷比與正常骨的無機成分非常近似，其生物相容性十分優(yōu)良，對生物體組織無刺激性和毒性。大量的體外和體內(nèi)實驗表明，HA在與成骨細(xì)胞共同培養(yǎng)時。HA表面有成骨細(xì)胞聚集；植入骨缺損時，骨組織與HA之間無纖維組織界面。植入體內(nèi)后表面也有磷灰石樣結(jié)構(gòu)形成，骨組織與植入材料之間無纖維組織間隔，與骨的結(jié)合性好。第43頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五

HA種植體可以模仿人體骨組織中的網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu)（圖4-8），有利于加強種植體和骨組織之間的結(jié)合。對于生物惰性材料，要形成新骨長人多孔體的孔徑應(yīng)不小于100μm；而對于HA多孔體，50μm孔徑的氣孔內(nèi)，就可有新骨生成。平均孔徑90μm的多孔體則顯示最佳的骨形成姿態(tài)。HA對軟組織也同樣具有良好的相容性。圖4-8人體骨組織的SEM照片（a）致密骨的拋光橫截面；（b）致密骨縱截面中能看到相互連通的孔道第44頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五HA材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用HA材料最早的應(yīng)用主要在口腔科和骨科方面。HA人工牙根曾風(fēng)靡一時，其與骨組織和粘膜組織的結(jié)合狀態(tài)比氧化鋁牙根來得好，但由于其耐沖擊強度較低，所以在結(jié)構(gòu)上不能制成較細(xì)或較復(fù)雜的形狀，使臨床適應(yīng)范圍要比氧化鋁牙根小。為了彌補HA強度不足之欠缺，目前常用的人工牙根多采用金屬與HA復(fù)合的工藝制造。內(nèi)芯為純鈦金屬，埋入骨組織部分的鈦表面通過等離子方法噴涂一層HA，這樣既大大提高了人工牙根的機械性能，又保持了與骨組織形成緊密結(jié)合的良好生物學(xué)性能。第45頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五

HA多孔體常用于骨置換和骨缺損修復(fù)，如下頜骨重建，牙槽嵴增高、顱頜骨缺損充填等。HA材料具有骨傳導(dǎo)能力這一點已為各國學(xué)者所承認(rèn)。多孔體結(jié)構(gòu)與致密體相比表面積大幅度增大，這對于加速早期骨生長，促進植入材料與周圍骨一體化是十分有利的。另外在眼科，目前已開始大量采用HA多孔體來制作義眼座。第46頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五5.3.3磷酸三鈣

目前廣泛應(yīng)用的生物降解陶瓷是一系列磷酸鈣基陶瓷，包括α-磷酸三鈣、β-磷酸三鈣(β-TCP)、磷酸氧四鈣等。其中β-TCP具有良好的生物降解性、生物相容性和生物無毒性，當(dāng)其植入人體后，降解下來的Ca、P能進入活體循環(huán)系統(tǒng)形成新生骨，因此它作為理想的骨替代材料己成為世界各國學(xué)者研究的重點之一。β-TCP陶瓷的制備工藝β-TCP陶瓷的制備一般分三個步驟：粉末制備、成型和燒結(jié)。粉末制備方法同羥基磷灰石相似，分為濕法和干法。第47頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五β-TCP陶瓷的生物相容性

β-TCP陶瓷具有良好的細(xì)胞相容性，動物或人體細(xì)胞可以在材料上正常生長、分化及繁殖。由于其組織成分與骨組織無機成分相同，故植入體內(nèi)無明顯異物反應(yīng)，局部無明顯炎癥反應(yīng)。

第48頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五β-TCP陶瓷在骨科中的應(yīng)用作為一種與生物具有良好親和性的生物陶瓷材料，β-TCP安全、無毒、無副作用，作為植入材料可引導(dǎo)新骨的生長；其作為人工齒根、人工骨、生物骨水泥等已得到廣泛應(yīng)用。目前，其應(yīng)用主要集中在β-TCP陶瓷人工骨、β-TCP復(fù)合人工骨、β-TCP藥物載體等三個方面。第49頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五HA/TCP骨植入物多孔塊狀物體的外觀孔徑：1mm，300-500μm第50頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五HA/TCP支架的形貌支架的表面形貌泡沫的表面形貌第51頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五5.4生物活性玻璃與生物微晶玻璃長久以來，玻璃一直被認(rèn)為是一種惰性材料，在醫(yī)學(xué)方面主要用做實驗室器皿、試管和醫(yī)用安瓿等容器。事實上玻璃不僅能參與血凝反應(yīng),而且能加速凝血,這說明玻璃表面不是惰性的,而是活性的。1971年，佛羅里達大學(xué)的LaryHench教授偶然發(fā)現(xiàn)將Na2O-CaO-SiO2-P2O5系統(tǒng)的玻璃材料植入生物體內(nèi)，作為骨骼或牙齒的替代物，材料中的組分可以同生物體內(nèi)的組分相互交換或反應(yīng)，最終形成與生物體本身相容的物質(zhì)，構(gòu)成新生骨骼或牙齒的一部分。Hench教授將這種能與人體骨或軟組織形成生理結(jié)合的生物陶瓷稱為生物活性玻璃。自此之后，不斷有新型的生物活性玻璃被開發(fā)研制出來。第52頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五

目前商品化的生物活性玻璃已經(jīng)在臨床上得到了廣泛的應(yīng)用（表4-6）。生物材料SiO2P2O5CaOCaF2MgONa2OK2OAl2O3相組成（%）45S545.06.024.524.5玻璃Ceravital40~5010~5030~352.5~5.05~100.5~3磷灰石+玻璃相Cerabone34.016.244.74.6磷灰石+玻璃相Bioverit19~524~249~305~153~53~512~33磷灰石+玻璃相A-W34.016.244.70.54.6磷灰石+硅灰石+玻璃相Ilmaplant-Li44.311.231.95.02.84.60.2磷灰石+硅灰石+玻璃相表4-6生物活性玻璃及玻璃陶瓷的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）和相組成第53頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五5.4.1生物活性玻璃的結(jié)構(gòu)和特性

生物活性玻璃一般為CaO-SiO2-P2O5系統(tǒng)，部分含有MgO、K2O、Na2O、A12O3、B2O3、TiO2等，玻璃網(wǎng)絡(luò)中非橋氧所連接的堿金屬和堿土金屬離子在水相介質(zhì)存在時，易溶解釋放一價或二價金屬離子，使生物玻璃表面具有溶解性，即為玻璃具有生物活性的基本原因。第54頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五相對于其他生物材料，生物活性玻璃和微晶玻璃具有以下特征：①生物活性高。生物玻璃植人人體后骨增殖速度大于或等于自體骨，其主要原因在于生物玻璃具有促進原始細(xì)胞增殖和分裂的顯著特征。②組成的可設(shè)計性和性能的可調(diào)節(jié)性。與單組分材料相比，生物玻璃可通過改變其成分或微晶玻璃中晶相的種類和含量來調(diào)節(jié)生物活性、降解性和機械性能等，以滿足不同的臨床需求。第55頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五5.4.2生物玻璃的活性生物玻璃的表面反應(yīng)機理

生物玻璃植入體內(nèi)后，表面溶解并形成與類骨磷灰石層是其與骨形成結(jié)合的根本原因，這一過程本質(zhì)上是一個發(fā)生在植入體表上的依賴時間的動力學(xué)過程。生物活性玻璃與骨結(jié)合過程大致包含11步反應(yīng)，如下所示。其中前5步反應(yīng)并不需要人體組織的參與，可以發(fā)生在模擬體液、三羥甲基氨基甲烷緩沖液甚至是蒸餾水中；而隨后的反應(yīng)則是細(xì)胞與玻璃的協(xié)同作用。第56頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五（1）玻璃中Na+和K+離子等與溶液中H+以及H3O+迅速交換：Si-O-Na++H++OH-→Si-OH+Na++OH-（2）)Si-O-Si鍵被溶解打斷，在界面處形成許多Si-OH；第57頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五①+②Si-OH在界面處形成↓③縮聚反應(yīng)Si-OH+Si-OH→Si-O-Si↓④形成無定形相Ca2++PO43-+CO32-↓⑤碳酸羥基磷灰石（HCA）晶體↓⑥HCA層表面吸附生物基團↓⑦巨噬細(xì)胞作用↓⑧干細(xì)胞吸附↓⑨干細(xì)胞分化↓⑩生成基體↓11基體結(jié)晶化第58頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五第59頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五第60頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五生物玻璃與細(xì)胞的協(xié)同作用

生物玻璃植入后與骨的融合依靠骨原細(xì)胞的粘附和增殖以及細(xì)胞間質(zhì)的形成與礦化，而體內(nèi)的生物分子和細(xì)胞影響著玻璃的表面反應(yīng)。不少研究發(fā)現(xiàn)，在體外實驗中加入血清會減緩結(jié)晶磷灰石層的生成速度；許多生物分子，包括氨基酸、糖類和體內(nèi)物質(zhì)(如焦磷酸鹽)都會減緩HCA層的形成并影響礦化。第61頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五5.4.3常見的生物活性玻璃Na2O-CaO-SiO2-P2O5系玻璃(Bioglass)

Bioglass是第一種能在生物體內(nèi)與自然骨牢固結(jié)合的玻璃,該玻璃在組成上的特點有:高鈣磷比,SiO2的摩爾含量少于60%,Na2O和CaO含量較高,所以該類生物玻璃接觸水相介質(zhì)如模擬體液時具有相當(dāng)高的反應(yīng)活性。第62頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五

圖4-10表示的是Na2O-CaO-SiO2-P2O5系玻璃的生物活性（用IB表示）與組成成分之間的關(guān)系。其中P2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)固定為6%不變。A區(qū)域組分對應(yīng)的玻璃能與骨進行良好的結(jié)合；B區(qū)域組分對應(yīng)的玻璃是生物惰性材料，在植入體和組織的界面上會產(chǎn)生纖維狀的包膜；C區(qū)域中的玻璃會在10~30天內(nèi)被人體組織吸收；D區(qū)域中的玻璃沒有實用價值。圖4-10Na2O-CaO-SiO2-P2O5系玻璃的成分與生物活性的關(guān)系[（★）45S5Bioglass、（▼）Ceravital、（◆）55S4.3Bioglass]

第63頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五MgO-CaO-SiO2-P2O5系微晶玻璃（A-W微晶玻璃）

該微晶玻璃的代表組成為(質(zhì)量%):MgO4.65，CaO44.9，SiO234.2，P2O516.3，CaF20.5。熔成玻璃后將其粉碎,然后成形壓制成所需的形狀后,在燒結(jié)過程中形成氧-氟磷灰石[Ca10(PO4)6(O,F9)]以及β-硅灰石結(jié)晶，成為氣孔率為0.7%的致密微晶玻璃(A-W微晶玻璃)。將A-W微晶玻璃繼續(xù)升溫后，β-硅灰石晶體量增加,而氧-氟磷灰石的一部分與玻璃相反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)棣?3CaO·P2O5晶體(A-W-CP微晶玻璃)。應(yīng)用試驗表明,A-W微晶玻璃可用于制造人工脊椎骨、肋骨等。第64頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五Na2O-K2O-MgO-CaO-SiO2系微晶玻璃(Ceravital)Ceravital微晶玻璃既具有Na2O-CaO-SiO2-P2O5系玻璃與骨結(jié)合的特點,又可避免較多的Na+和Ca2+長時期溶出后形成強度低的SiO2凝膠層。組成中Na2O含量低,但經(jīng)過熱處理后玻璃中含較多的磷灰石晶體,這既使玻璃提高了機械強度,又具有生物活性。將其植入動物體后,與骨缺損部位形成牢固的化學(xué)結(jié)合。Ceravital可用于不承受或少承受彎曲應(yīng)力的牙根、顎骨等部位。第65頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五多孔生物玻璃或微晶玻璃

多孔材料的高孔隙率和較大的孔徑導(dǎo)致材料表面積增大，進而提高了材料與人體體液或組織的作用范圍，增強了材料與組織的界面結(jié)合強度，這種結(jié)合被稱之為生物固定，相對于密實植入體的形態(tài)固定能夠承受更大和更復(fù)雜的應(yīng)力，但是為了維持組織的正常生長，對長入多孔生物材料中的聯(lián)接組織需提供充分的血液。而血管組織不長入孔徑小于100μm的孔隙中。所以植人材料的孔徑必須大于l00～150μm。比較不同孔隙率的A/W-GC顆粒對骨傳導(dǎo)性的影響表明，骨組織日在孔徑較大(5～500μm)的顆?？紫賰?nèi)形成，而在孔徑較小(1～50μm)的孔隙內(nèi)剛無骨組織形成。第66頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五5.4.4展望雖然生物活性玻璃有眾多優(yōu)點及應(yīng)用，但是其在生物材料領(lǐng)域的應(yīng)用卻不及磷酸鈣陶瓷，一方面是生物玻璃中多數(shù)含有硅的成分，硅在體內(nèi)不能降解并且其代謝機理目前不是很清楚，不論生物玻璃在人體內(nèi)植入時間的長短，其最終不可能轉(zhuǎn)化為與人體骨組織類似的物質(zhì)；另一方面可溶解的磷酸鹽玻璃體系一般含鈉，溶解使得局部離子濃度和pH值發(fā)生較大變動，影響周邊細(xì)胞和組織的功能，并有可能影響體內(nèi)的離子平衡。第67頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五下一代生物活性材料要求能在分子水平上刺激特定的細(xì)胞反應(yīng)而加速組織再生，要求生物材料能為人體所吸收，其降解的速度應(yīng)與組織生成的速度一致，并且在骨重建過程中始終能保持足夠的強度。因此生物玻璃的研究應(yīng)同組織工程和基因工程結(jié)合起來，模糊材料制備和生物學(xué)評價間的界限，充分利用生物玻璃和微晶玻璃的組分與性能可設(shè)計性，以實際應(yīng)用需求指導(dǎo)材料的設(shè)計。未來生物玻璃制備的重要手段是利用溶膠-凝膠法制備大表面積的玻璃，調(diào)控降解速度并激活成骨細(xì)胞基因，達到加速組織再生的目的。第68頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五5.5其他生物陶瓷5.5.1氧化鋁生物陶瓷

氧化鋁（Al2O3）也稱剛玉，具有多種結(jié)晶形態(tài)，紅寶石和藍寶石分別就是自然界中含有一定量Cr和Fe元素的剛玉。作為陶瓷家族中的典型代表，氧化鋁具有良好的電、熱絕緣性能和高溫下的化學(xué)穩(wěn)定性。自1969年首次將氧化鋁陶瓷用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域以來，已經(jīng)有超過2億個氧化鋁關(guān)節(jié)頭和30萬個氧化鋁髖臼內(nèi)襯用于髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)（THR）。第69頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五

目前的醫(yī)用氧化鋁陶瓷為主要含α-Al2O3的單相材料。而且氧化鋁的化學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性能和物理性能都要達到ISO64749和ASTMF60310的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。表4-7列出了醫(yī)用氧化鋁陶瓷的主要性能。化學(xué)組成99.9%Al2O3（含有少量MgO雜質(zhì)）密度/(g·cm-3)≥3.97孔隙率0.1%抗彎強度/Mpa500抗壓強度/Mpa4100楊氏模量/Gpa380泊松比0.23熱膨脹系數(shù)/K-18×10-6熱導(dǎo)率/(W·mK-1)30硬度（HV）/Mpa＞2000表4-7醫(yī)用氧化鋁陶瓷的主要性能第70頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五制備方法

由天然礦物鋁凡土(Al2O3·nH2O)經(jīng)化學(xué)方法分離、精制、煅燒和粉碎等多道工序處理后，可制得粒徑0.31μm，純度達99.3％以上的氧化鋁粉末。

粉末中加入粘結(jié)劑或發(fā)泡劑經(jīng)成型后在1700~1800°C溫度下燒成，可制得多晶氧化鋁致密體或多孔體。如果用純凈的氧化鋁通過焰熔法經(jīng)特殊的熔爐可制備出無色透明，純潔無暇的氧化鋁單晶。這種氧化鋁單晶具有優(yōu)良的熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)和力學(xué)性能，因此人們也往往把氧化鋁單晶稱為人造寶石。第71頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五生物學(xué)性能

植入動物體內(nèi)后軟組織對氧化鋁陶瓷的反應(yīng)主要是纖維組織包膜的形成，在體內(nèi)可見成纖維細(xì)胞增生。氧化鋁陶瓷在動物骨組織中不是骨結(jié)合材料而是骨接觸材料，植入骨組織后，在負(fù)重區(qū)與骨組織接觸，但非負(fù)重區(qū)有纖維組織形成。

氧化鋁陶瓷在體內(nèi)被纖維組織包裹或與骨組織之間形成纖維組織界面的特性影響了該材料在骨缺損修復(fù)中的應(yīng)用，因為骨與材料之間存在纖維組織界面，阻礙了材料與骨的結(jié)合，也影響材料的骨傳導(dǎo)性，長期滯留體內(nèi)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上的缺陷，使骨組織產(chǎn)生力學(xué)上的薄弱。第72頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五氧化鋁的生物學(xué)性能可大致歸納為以下幾個特點：(1)氧化鋁在體液中完全穩(wěn)定，在生物體內(nèi)不會發(fā)生溶解和變性。(2)氧化鋁對周圍機體組織呈惰性反應(yīng)。對骨組織生長無抑制作用，生物相容性比金屬和有機高分子材料好。(3)孔徑大于l00μm的多孔體植入骨組織后?？煽吹叫鹿呛芸扉L人氣孔中。第73頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五5.5.2氧化鋯生物陶瓷

氧化鋯陶瓷是指以ZrO2為主要成分的陶瓷材料，它不但具有普通陶瓷材料耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、高強度等優(yōu)點，而且其韌性也是陶瓷材料中最高的(與鐵及硬質(zhì)合金相當(dāng))。

高純氧化鋯為白色粉末，密度為5.49g/cm，熔點高達2715°C。單純氧化鋯具有兩種晶體結(jié)構(gòu)，低溫型和高溫型。低溫型屬單斜晶系，在1000°C以下穩(wěn)定，到更高的溫度就轉(zhuǎn)變成較致密的四方晶系的高溫形態(tài)。第74頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五制備方法

燒結(jié)體用的氧化鋯粉末通常是以氯化鋯為原料，經(jīng)化學(xué)沉淀法或加水分解法制取．粉末粒徑大小和結(jié)晶程度與溶液的初始濃度、PH值、溫度等因素有關(guān)。如果在溶液中預(yù)先加入含有穩(wěn)定劑元素的化合物，控制工藝條件，那么就可以直接合成出已穩(wěn)定化的氧化鋯粉末。氧化鋯的燒成溫度一般在1300～160°C范圍。第75頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五性能

部分穩(wěn)定氧化鋯在常溫下的機械強度是所有陶瓷材料中最高的，其斷裂韌性和撓曲強度約是氧化鋁陶瓷的2倍，遠遠高于其他結(jié)構(gòu)陶瓷．因而有人把部分穩(wěn)定氧化鋯稱之為“陶瓷鋼”(Ceramicsteel)。

氧化鋯是一種生物惰性陶瓷，具有良好耐腐蝕性，其生物相容性以及與骨組織的結(jié)合狀況大體與氧化鋁相似。第76頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五應(yīng)用氧化鋯陶瓷的應(yīng)用范圍也大體與氧化鋁相似，曾用作人工牙根、人工關(guān)節(jié)和骨折固定用螺釘?shù)取Ｒ灿腥死醚趸喚哂懈邚姸?，高韌性的特性采取氧化鋯與生物活性陶瓷復(fù)合燒結(jié)的方法來提高生物活性陶瓷種植體的強度。氧化鋯材料由于其優(yōu)異的機械性能．因此已成為口腔修復(fù)領(lǐng)域重要的應(yīng)用材料之一。首先．它強度非常高，其抗彎強度超過900MPa。其次．它的極限負(fù)載能力強，在三單位冠橋上的承受力大約為2000牛頓。第三是它高的抗斷裂能力。該材料可被用于制備側(cè)牙區(qū)的修復(fù)體，它的抗斷裂韌性(K)值超過7。第77頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五此外氧化鋯也是作為強化增韌陶瓷材料的有效添加劑．其中氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷是目前較成熟的氧化鋯彌散陶瓷。采用普通陶瓷代替成本較高的氧化鋯陶瓷作為基質(zhì)，用部分穩(wěn)定的氧化鋯納米顆粒彌撒分布于氧化鋁基質(zhì)中，可有效抑制基質(zhì)晶粒的長大另方面由于基質(zhì)相的氧化鋁的熱膨脹性能與氧化鋯比較匹配，也有利于四方ZrO2亞穩(wěn)定相的存在及相變增韌效應(yīng)的充分發(fā)揮。第78頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五5.6陶瓷材料的增韌強化

陶瓷材料具有強度高、硬度大、耐高溫、抗氧化、高溫下抗磨損好、耐化學(xué)腐蝕性優(yōu)良等優(yōu)點，這些優(yōu)異的性能是一般常用金屬材料、高分子材料等所不具備的。因此越來越受到人們的重視。但由于陶瓷材料本身脆性的弱點，作結(jié)構(gòu)材料使用時缺乏足夠的可靠性。因而改善陶瓷材料的脆性已成為陶瓷材料領(lǐng)域亟待解決的問題之一。第79頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五5.6.1增韌機制微裂紋增韌

微裂紋增韌是較早被提出的在多種材料當(dāng)中都存在的一種增韌機理。它主要利用某些機制使得主裂紋進人微裂紋作用區(qū)后，分裂成為一系列小裂紋，產(chǎn)生新的裂紋表面，從而吸收裂紋擴展的能量。微裂紋增韌在增韌的同時會伴隨著強度的降低，因此關(guān)鍵是控制微裂紋的尺寸使之不能超過材料允許的臨界裂紋尺寸(Criticalcracksize)，否則就會成為宏觀裂紋(Macrocrack)而嚴(yán)重?fù)p害材料的強度。第80頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五相變增韌

相變增韌機制是一種相對而言較新的增韌模型，并且是限于那些一定條件下某相可發(fā)生相變的復(fù)合材料，而這種相變往往是馬氏體相變(Martenslittransformation)。該相變有如下特征：①無熱相變(Athermal);②熱滯現(xiàn)象(Thermalhysteresis)即相變發(fā)生在一定溫度范圍內(nèi);③相變伴隨3—5%體積效應(yīng)和相當(dāng)?shù)募羟袘?yīng)變;④相變無擴散反應(yīng)發(fā)生;⑤具有顆粒尺寸效應(yīng);⑥添加穩(wěn)定性可以抑制相變;⑦相變受力學(xué)約束狀態(tài)影響。而當(dāng)材料承載時由應(yīng)力誘發(fā)產(chǎn)生相變，由于相變產(chǎn)生的體積效應(yīng)和形狀效應(yīng)而吸收大量的能量，從而表現(xiàn)出異常高的韌性。第81頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五5.7陶瓷基生物醫(yī)用復(fù)合材料5.7.1概述

復(fù)合材料是一種多相材料，一般由連續(xù)相的基體和被基體包容的增強相復(fù)合而成。復(fù)合材料不僅保持了原組分的優(yōu)點，還能使得原組分在性能上取長補短，產(chǎn)生“協(xié)同效應(yīng)”，獲得原本不具備的特性。第82頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五

盡管陶瓷植入材料在生物相容性等方面較傳統(tǒng)的金屬材料和高分子材料有較大的優(yōu)勢，但其本身也存在著脆性大、缺乏骨誘導(dǎo)性等缺點。因此，單一組分的陶瓷植入材料已經(jīng)難以完全滿足臨床應(yīng)用的需要了。陶瓷基醫(yī)用生物復(fù)合材料能夠在陶瓷植入材料的基礎(chǔ)上獲得新的性能，它的出現(xiàn)為生物醫(yī)用材料的發(fā)展開辟了新的道路，陶瓷基醫(yī)用生物復(fù)合材料已成為陶瓷植入材料研究中最為活躍的領(lǐng)域。第83頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五5.7.2生物陶瓷與陶瓷復(fù)合材料HA-TCP復(fù)合材料羥基磷灰石（HA）和磷酸三鈣（TCP）都具有良好的生物相容性，臨床上廣泛應(yīng)用于骨修復(fù)。具有恰當(dāng)比例的HA/TCP雙相陶瓷在體內(nèi)早期成骨明顯，甚至可以在某些生物體的軟組織中也可誘導(dǎo)成骨，具有良好的生物相容性、骨誘導(dǎo)性和骨傳導(dǎo)性。圖4-10HA/TCP雙相陶瓷的SEM照片第84頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五HA/TCP雙相陶瓷的制備包括制粉、熱處理和燒結(jié)等幾個步驟。在氨性介質(zhì)中,硝酸鈣與磷酸氫二按可按下式反應(yīng)：10Ca(NO3)2+6(NH4)2HPO4+8NH3·H2O→Ca10(OH)2(PO4)6↓+20NH4NO33Ca(NO3)2+2(NH4)2HPO4+2NH3·H2O→Ca3(PO4)2↓+6NH4NO3

在相應(yīng)的pH條件下，當(dāng)Ca/P原子比為1.667時，在一定的條件下,硝酸鈣與磷酸氫二氨按反應(yīng)生成HA；當(dāng)鈣磷原子比為1.5時,硝酸鈣與磷酸氫二錢反應(yīng)生成TCP，當(dāng)鈣磷原子比在1.5～1.667之間時，隨反應(yīng)條件不同,可以生成雙相或三相磷灰石沉淀。第85頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五HA-生物活性玻璃復(fù)合材料HA具有良好的組織相容性和骨引導(dǎo)性,而生物活性玻璃具有骨形成作用及較快的降解速率,可以加速新骨的形成。而且生物玻璃中的Na+、K+等離子交換和Si的滲出,會減弱HA的穩(wěn)定性,促進Ca2+的溶解,故多孔HA-BG具有比多孔HA更快的溶解速率。將這二者復(fù)合,可以得到既具有良好的生物相容性及降解性,又有一定機械強度的較理想的骨修復(fù)材料。第86頁，共95頁，2022年，5月20日，18點1分，星期五HA-ZrO2

復(fù)合材料

氧化鋯(ZrO2)特別是含釔的四方氧化鋯