论文部分内容阅读
羟基磷灰石,化学名称为二羟基六磷酸十钙,化学式为Calo(PO4)6(OH)2,英文名称为HYDROXYAPATITE,简称HA。HA是人体硬组织(骨骼、牙齿)的主要无机成分,具有优良的生物相容性和生物活性,是用于硬组织修复与替代比较理想的生物医用材料,因此近年来在骨组织工程领域获得了快速发展。本文以羟基磷灰石微粉的制备方法、HA多孔生物陶瓷的生物活性评价为研究重点,同时探索了化学分析法测定羟基磷灰石中的钙、磷含量的改进办法。首先,采用快速均匀沉淀法、溶胶-凝胶法制备HA微粉,通过正交试验,考察了反应物Ca/P、反应温度、初始浓度、烧结温度等因素对合成HA的纯度、物相结构及微粉粒径的影响。其次,采用改进的EDTA络合滴定法精确测定了HA等钙磷酸盐特定体系中的钙含量,采用磷钼酸喹啉沉淀法测定了产物中的磷含量;制备了多孔HA生物陶瓷,考察了致孔剂的用量对多孔HA陶瓷孔径的大小、分布均匀性的影响;最后,采用体外模拟实验法对多孔HA陶瓷的生物活性进行了科学合理的评价。利用X-射线衍射仪(XRD)、傅立叶红外吸收光谱仪(FT-IR)对微粉的结构、晶相组成进行了分析测试;用透射电子显微镜(TEM)观察了粉体的粒径和形貌;扫描电子显微镜(SEM)分析了多孔HA陶瓷的成孔规律,考察了经模拟生理体液(SBF)静态处理前后HA陶瓷表面及断面的微观变化。实验结果显示,以均匀沉淀法和溶胶-凝胶法制备HA,反应物的Ca/P和烧结温度对HA微粉的纯度、晶相及形貌影响显著,前者需要控制Ca/P为1.67,才能得到纯度高、晶相好的HA微粉,而后者需调整Ca/P为1.72方可得到较好的HA微粉,并且以使用新配制的反应物溶液为好。温度作为影响微粉物相和组成的一个重要因素,需要严格加以控制,烧结温度过高,HA会发生分解,产物含有少量CaO相,若烧结温度过低,前躯体的晶相向HA转化发育不够完全。运用均匀沉淀法制备HA,需控制烧结温度在900℃左右,而溶胶-凝胶法只要控制烧结温度550℃便可以得到理想的HA微粉。以硬脂酸作为致孔剂,调节其加入量为35%(致孔剂百分含量),经过10MPa压力加压成型,500℃烧结可以得到大小合适、分布均匀的理想孔隙。电子能谱衍射(EDS)的分析结果表明,样品在SBF中静态处理的时间不同,将导致样品表面类骨磷灰石的成分有所变化,浸泡24h后,即可在表面发现微球状的类骨磷灰石生成物,浸泡14d后,该生成物的形状趋于针状,因此显示了HA多孔陶瓷具有较好的生物活性,同时也证明了利用模拟生理体液(SBF)体外静态处理法评价材料生物活性的可行性。