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据报道含有硅酸钠钙(Na2CaSiO4)晶相的玻璃陶瓷已经应用于牙齿修复,具有很好的生物活性。但单相Na2CaSiO4材料的合成并未见报道。本论文用溶胶凝胶法成功合成了单相Na2CaSiO4粉体,研究了Na2CaSiO4粉体的生物活性;并研究了用以上粉体烧结制备的Na2CaSiO4陶瓷的力学性能、烧结性能、体外生物活性以及降解性。结果发现在1100℃烧结得到Na2CaSiO4陶瓷相对密度为92.2%、三点抗弯强度为23MPa。Na2CaSiO4粉体及陶瓷在模拟体液中均具有良好的生物活性,它们依靠表面形成的富硅层诱导类骨磷灰石的生成。Na2CaSiO4陶瓷在磷酸盐缓冲液中具有一定的降解度,其降解过程受溶解及其溶液中离子的反沉积两个过程控制。Na2CaSiO4陶瓷在磷酸盐缓冲液中亦有磷灰石的沉积。
β-NaCaPO4作为煅烧骨的成分之一,是一种具有良好生物相容性的可降解钙磷基材料,本着将钙磷基生物陶瓷的优良生物相容性以及硅组分良好生物活性相结合的原则,本论文通过溶胶凝胶法制备出了β-NaCaPO4/SiO2复合生物陶瓷。研究了不同SiO2比例(SiO2的摩尔比分别为90、70、50mol%)对β-NaCaPO4/SiO2复合陶瓷物相组成、烧结性能、力学性能、体外生物活性及降解性的影响。结果表明950℃烧结的β-NaCaPO4/SiO2复合粉体主晶相均为β-NaCaPO4和α-方石英。在1100℃煅烧1小时得到的β-NaCaPO4/SiO2复合陶瓷的晶相与粉体类似。β-NaCaPO4/SiO2复合陶瓷的烧结性能随SiO2的增加而降低,β-NaCaPO4相的存在可以促进SiO2的结晶。相同温度下,SiO2含量越低,复合陶瓷就越致密,强度也越高。含50mol%SiO2的复合陶瓷在1000℃烧结时的三点抗弯强度达到了22 MPa。β-NaCaPO4相的存在阻碍了SiO2的致密化。β-NaCaPO4/SiO2复合陶瓷材料在SBF中可以诱导类骨磷灰石的生成,具有生物活性。其生物活性与材料成分密切相关,SiO2含量越高,活性越差。β-NaCaPO4/SiO2复合陶瓷在磷酸盐缓冲液中的降解过程受组分和微观结构两个因素影响。