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本文采用激光诱导化学气相沉积法，制备出超微的(7～15nm)、理想化学剂量(N/Si=1.314)的无团聚非晶纳米Si3N4粉体。研究了工艺参数对粉体质量的影响，提出了适宜的工艺参数。为了制备高纯度的非晶纳米Si3N4粉体，在传统的激光诱导化学气相沉积法反应装置的基础上，引入“双光束激励”的新方法，利用正交紫外光束激励NH3分解，揭示了提高气相中N/Si比，减少产物中游离硅的浓度的特性。
本文对纳米Si3N4陶瓷和纳米Si3N4粒子溶胶进行严格的生物学评价。体外细胞培养琼脂覆盖试验、四唑盐比色试验(MTTAssay)和细胞形态学观察均表明纳米Si3N4具有良好的细胞相容性。溶血试验、全血凝固时间测定(Lee-White法)和动态凝血时间试验证实纳米Si3N4无溶血、凝血作用。热原试验和Ames试验证实了纳米Si3N4在体内无致热和致突变作用。纳米Si3N4生物陶瓷用作人工髋关节置换材料符合医疗器械生物学评价要求。
本文从生物力学、摩擦学和生物相容性三个方面讨论了纳米Si3N4生物陶瓷可用作人工髋关节置换材料。考虑到材料在植入人体后体内环境的复杂性，材料的各方面性能还需通过临床试验进行检验。但本文无疑为纳米Si3N4生物陶瓷用作人工髋关节置换材料奠定了理论基础。