磷酸钙多孔陶瓷复合增强及性能研究

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磷酸钙多孔陶瓷材料具有良好的生物相容性和骨传导性,独特的孔结构能为组织细胞提供生长空间,加快骨缺损修复是一种理想的骨缺损修复材料。本文首先采用不同的工艺合成了β-磷酸三钙(β-TCP)、羟基磷灰石(HA)和α-TCP粉末。然后以β-TCP和HA粉末作为原料,以复合磷酸盐为粘结剂,应用有机泡沫浸渍法制备了磷酸钙多孔陶瓷,并在其表面复合了骨水泥、明胶。最后,通过模拟体液浸泡实验评价了磷酸钙多孔陶瓷的生物学性能。  以沉淀-球磨法制备β-TCP时,使用壳聚糖作为添加剂时能减小β-TCP粒度,改善其团聚情况。以此法制备HA时,降低H3PO4溶液滴加速度,延长反应时间到12h之后,可以使得HA粒度变细,团聚情况减轻,但以壳聚糖为添加剂时,反而会加剧HA粉体的团聚。  采用化学沉淀法制备了α-TCP粉末,研究了原料组分、反应温度、合成工艺对产物的影响。当煅烧温度在1250℃,保温2h后空气中骤冷,可以得到高纯度、粒度均匀的α-TCP粉末。以α-TCP粉末为骨水泥固相,0.25 mol/L的Na2HPO4溶液和0.25 mol/L的NaH2PO4溶液的混合液作为固化液,液固比为0.45ml/g时,制备出了力学性能较好的骨水泥。  以自制的β-TCP和HA粉末为原料,自制Al(H2PO4)3、Mg(H2PO4)2与Na6O18P6混合作为粘结剂,采用有机泡沫浸渍法制备了磷酸钙多孔陶瓷。将其分别与骨水泥、明胶复合制备了含有表面涂层的磷酸钙多孔陶瓷。在陶瓷表面涂覆骨水泥和明胶后,分别使磷酸钙多孔陶瓷的抗压强度从0.774MPa上升到了2.058MPa和3.769MPa。  模拟体液浸泡实验表明,未表面涂覆处理和经表面涂覆骨水泥、明胶处理磷酸钙多孔陶瓷,在浸泡时均能使初始pH值为7.4的模拟体液的pH值稳定在7.0-7.6之间。浸泡过程中,试样的质量变化率随时间不断变化,表现出一定的降解性。浸泡1天、3天、7天和14天后,试样表面的颗粒出现程度不等的蚀洞,并且随着浸泡时间的延长,在多孔陶瓷表面出现了沉积物。表明材料具有一定的降解性和良好的生物活性。
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