及展望。羟基磷灰石的组成和晶体结构生物陶瓷羟基磷灰石晶体为六方晶系,属对称型和空间群,其晶胞参数为,其中轴夹角为,其结构见图,个晶胞中含十个六个两个。羟基磷灰石由很多六角柱状的单晶团聚而成,这种柱状晶体的横截面为六边形,围绕柱体轴的六个侧面为矩形,其结构见图。羟基磷灰石结构比较复杂,在面的投影见图。由图知,结构中存在两种位置。种位于上下两层的个四面体之间,与这个四面体当中的个角顶上的相连接,这种的配位数为。这种连接的结果,在整个晶体的结构中形成了平行于轴的较大通道。附加阴离子则与其上下两层的个组成配位八面体,而角顶的与邻近的个四面体中的个角顶上的和相连接,这种的配位数是。这种结构使得羟基磷灰石晶粒般以六方柱的晶型出现。羟基磷灰石的物理化学及生物学性质羟基磷灰石的密度为,折射率为,莫氏硬度为,微溶于纯水,呈弱碱性,易溶于酸,难溶于碱,离子交换能力强。很容易被等有害金属离子和等重金属离子置换。也常被置换并且置换速度非常快,还可以与含羧基的氨基酸蛋白质有机酸等反应。其理论组成是,简称,理论值为。与人体骨骼和牙齿中的无机物磷灰石的晶体结构相同,化学成分相似,在人齿中占以上,人骨中的含量也超过。植入人体内无毒无害无致癌作用,并具有良好的生物相容性和生物活性。在体内,与其表面形成的骨为化学键结合,具有很高的结合强度,以生物力学方法测定其破坏剪切强度达。但羟基磷灰石是脆性材料,韧性差强度低,抗弯强度和断裂韧性指标均低于人体致密骨。显然,羟基磷灰石整体材料作为承载的骨替换材料,其力学性能尚显不足。羟基磷灰石生物陶瓷仅限用于不承力的部位。通常骨替换材料植入体内后,与骨组织的结合方式分为形态固定生物固定生骨的生长。合成方法主要有两种陶瓷粉末混入高聚物溶液,再混压成型通过原位聚合得到结构均匀的复合材料。常用的可降解高聚物主要有聚乳酸壳聚糖胶原蛋白等。金属基涂层材料医用金属涂层复合材料可将金属合金的良好机械性能和的生物活性结合起来,被认为是最有希望的人造植骨材料之。用于涂覆生物陶瓷的表面涂覆技术主要有放电等离子烧结法爆炸喷涂法水热合成法等离子喷涂法溶胶凝胶法电化学法仿生合成法等。自固化材料在骨修复术中,为减少屏蔽效应,使缺损部位愈合完全,植入的金属支持物必须能移走。近年来发展的自固化材料或称可注射材料,骨水泥等不需要二次手术移走植体,极大的降低了患者的痛苦和费用。它由生物高聚物的单体和粉体材料两部分组成。操作时先均匀混合单体和粉体材料,此时材料具流动性,可直接注入硬组织缺损处。混合后的数分钟内,在引发剂的作用下,单体逐步聚合固化失去流动性,固定骨折部位。这类材料最大的优点是可用于不规则的骨缺损处,目前常用于骨质疏松的治疗和硬组织的药物释放系统。基磷灰石生物材料的发展趋势仿骨结构经基磷灰石多相复合生物陶瓷的发展。经基磷灰石生物陶瓷材料虽然在加工和适应骨缺损方面存在较多问题,但是它的力学性能却优于其它的结构形式,因此更有希望适应承重及大面积的骨修复的要求。多相协同增强陶瓷复合材料显示超出单相增强加和的效果,仿骨结构复合轻基磷灰石陶瓷在单相增强的基础上,多相复势必将进步提高强度断裂韧性,力学性能显著提高。羟基磷灰石生物材料以其良好的生物相容性而受到了化学材料科学和生物医用工程学研究工作者的高度重视。目前的应用范围非常广泛,材料种类很多。随着纳米科技的发展,如何得到具有与骨的纳米结构相似的材料成为研究的热点。可以预见,今后的生物材料将向着多类型,复合,可降解,表面多孔,纳米化和仿生的方向发展,而条件温和的制备技术将是材料的重要发展方向。参考文献彭继荣李珍羟基磷灰石的应用研究进展中国非金属矿工业导刊陈菲羟基磷灰石生物医用陶瓷材料的研究与发展中国陶瓷,邬鸿彦的结构及物理性能四川师范大学学报资文华陈庆华缪松兰等羟基磷灰石生物陶瓷的研究状况及发展趋势中国陶瓷工业施俸平韩培纳米骨植入材料表面结构及作用机制研究进展明国际骨科学杂志刘榕芳肖秀峰左友松徐艺展唐晓恋两步电沉积法制备复合涂层的研究材料科学与工艺李玉宝顾宁魏于金纳米生物医药材料北京化学工业出版社羟基磷灰石生物材料的应用与发展霍超河北联合大学材料科学与技术学院,材三霍超摘要世纪,生物材料学领域取得了飞速发展,无机生物医用材料的研究及其应用十分活跃,其中备受关注的是羟基磷灰石陶瓷材料的研究和应用。本文主要介绍了羟基磷灰石的结构化学和物理性能还有生物材料的制备方法,并对其结构性能与应用之间的关系进行了阐述。关键词羟基磷灰石生物材料功能材料中图分类号文献标示码,前言世纪,生物材料学领域取得了飞速发展,无机生物医用材料的研究及其应用十分活跃,目前已有越来越多的生物材料被用于人体组织器官的置换。选择性能优良生物活性良好的材料是保证替换成功的前提。羟基磷灰石,简称为或,化学式为,属表面活性材料,它与生物体硬组织有相似的化学成分和结构。具有生物活性和生物相容性好无毒无排斥反应不致癌可降解可与骨直接结合等特点,并且还能与骨形成强的活性连接,应用非常广泛。因此成为目前植入材料研究的热点之。本文主要对近年来发展的适用于生物医药领域的材料进行评述,侧重于新材料的发展及展望。羟基磷灰石的组成和晶体结构生物陶瓷羟基磷灰石晶体为六方晶系,属对称型和空间群,其晶胞参数为,其中轴夹角为,其结构见图,个晶胞中含十个六个两个。羟基磷灰石由很多六角柱状的单晶团聚而成,这种柱状晶体的横截面为六边形,围绕柱体轴的六个侧面为矩形,其结构见图。羟基磷灰石结构比较复杂,在面的投影见图。由图知,结构中存在两种位置。种位于上下两层的个四面体之间,与这个四面体当中的个角顶上的相连接,这种的配位数为。这种连接的结果,在整个晶体的结构中形成了平行于轴的较大通道。附加阴离子则与其上下两层的个组成配位八面体,而角顶的与邻近的个四面体中的个角顶上的和相连接,这种的配位数是。这种结构使得羟基磷灰石晶粒般以六方柱的晶型
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