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生物玻璃(bioglass,BG)具有良好的骨相容性、骨传导性、骨诱导性和降解性,且不会引起局部或全身毒性、炎症以及异物反应。生物玻璃在生理体液或植入体内能形成具有生物活性的羟基碳酸磷灰石(hydroxy carbonate apatite,HCA),从而与人体骨组织之间形成化学键合。介孔生物玻璃(mesoporousbioglass,MBG)具有更大的比表面积、孔体积,均匀的孔径,有序介孔结构以及良好的表面性质,因此,提高了生物活性并可作药物载体。纳米陶瓷具有高的强度、硬度和韧性以及优异的耐磨性能,在生物医学领域具有很大的优势。然而,在生理条件下,这些材料几乎不生物降解,很难与骨组织相键合。因此,在这些基板上制备介孔生物玻璃涂层以提高其生物活性。 本文以正硅酸四乙酯、磷酸三乙酯以及四水硝酸钙分别作硅源、磷源和钙源,通过溶胶凝胶法,利用盐酸、醋酸和柠檬酸作催化剂来制备BG,分别标记为HBG、ABG和CBG。结果表明,有机酸代替无机酸制得的生物玻璃粉体具有更快的羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)生长速度。其中醋酸不仅起到催化剂作用,还是一种结构辅助剂。使用醋酸作催化剂合成出的生物玻璃粉体具有更大的比表面积和均匀的孔径分布,从而显示出更快的HA生长速度,具有更好的生物活性。在溶胶凝胶方法中首先尝试使用阴离子表面活性剂十六烷基硫酸铵作模板剂来合成MBG。研究了合成温度(25℃、50℃、70℃和90℃),煅烧温度(400℃、500℃、600℃和700℃),阴离子表面活性剂浓度(0.35wt%、1.0wt%、2.0wt%和4.0wt%)以及催化剂浓度对介孔生物玻璃结构的影响。结果表明,使用阴离子表面活性剂制备的MBG缺乏高度有序介孔结构。使用三嵌段共聚物作模板剂,分别用水浴法和蒸发诱导自组装法制备MBG。结果表明利用水浴法使用磷酸作催化剂合成的MBG的比表面积和孔体积仅为22.1m2g-1和0.1 cm3g-1,通过TEM分析表明该MBG缺乏高度有序介孔。通过蒸发诱导自组装方法,分别使用盐酸、硝酸、草酸、柠檬酸和磷酸作催化剂合成MBG(HMBG、NMBG、OMBG、CMBG和PMBG)。结果表明,与传统一元酸如盐酸和硝酸相比,使用有机酸如草酸和柠檬酸作催化剂不仅绿色环保,而且合成的OMBG和CMBG具有更大的比表面积且介孔高度有序。与其它催化剂相比,使用多元磷酸作催化剂合成的PMBG具有最大的比表面积和孔体积,且介孔规整排列。体外生物活性表明,与一元酸合成的HMBG相比,多元磷酸合成的PMBG由于大的比表面积和孔体积以及表面含有少量的纳米颗粒,因此PMBG在其表面沉积的HA更多,具有更好的体外生物活性。通过溶胶凝胶浸渍法并添加P123成功地在Ce-TZP/Al2O3复合陶瓷基板上制备了MBG涂层,同时也制备了BG涂层作对比。结果表明,BG涂层是不均匀的,并且表面存在裂纹;而MBG涂层是无裂纹的,完整的,其比表面积和孔体积分别为444.4 m2g-1和0.43 cm3g-1,显著高于BG的190.1 m2g-1和0.27cm3g-1。体外降解表明Ce-TZP/Al2O3复合陶瓷几乎不降解,BG涂层和MBG涂层均可提高复合陶瓷的降解性。与BG涂层相比,无裂纹的MBG涂层可大大提高复合陶瓷的生物活性。