羟基磷灰石研究进展

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羟基磷灰石研究进展

羟基磷灰石研究进展

羟基磷灰石研究进展摘要:由于羟基磷灰石( HA) 不但与人体骨骼晶体成分和结构基本一致,而且其生物相容性、界面生物活性均优于医用钛、硅橡胶及植骨用碳材料等植入医用材料,另外有极好骨传导性和与骨结合的能力, 无毒副作用, 无致癌作用,所以被广泛用作硬组织修复材料和骨填充材料的生理支架以及疾病、意外事故中的骨修复材料。

同时,羟基磷灰石具有良好的生物活性,具有特殊的晶体化学特点,是较好的生物材料,被广泛应用于骨组织的修复与替代技术.目前,羟基磷灰石涂层的制备方法有等离子喷涂法、激光熔覆法、电结晶液相沉积法、溶胶-凝胶法等。

对于制备要求较高、具有表面活性的吸附材料羟基磷灰石而言,溶胶- 凝胶法是较为合适的方法,本文羟基磷灰石涂层进行了研究。

主要从羟基磷灰石的合成制备,复合材料涂层种类及HA涂层影响因素,应用等方面对羟基磷灰石进行介绍,并对其进行研究展望。

关键词:羟基磷灰石制备复合材料涂层研究进展前言羟基磷灰石是一种磷酸钙生物陶瓷, 与人体自然骨和牙齿等硬组织中的无机质在化学成分和晶体结构上具有相似性,是一类重要的骨修复材料,分子式为Ca10 ( PO4) 6 ( OH ) 2 , 简写为HA 或HAP,Ca/ P 物质的量比理论值为1. 67, 属磷酸钙陶瓷中的一种生物活性材料。

从分子结构( 如图1) 可以看出, 它易与周围液体发生离子交换。

HA 属六方晶系, 空间群为P63/m。

其结构为六角柱体, 与c轴垂直的面是一个六边形, a、b 轴的夹角为120 °, 晶胞常数a= b= 9. 324 A , c= 6. 881A 。

单位晶胞含有10 个[ Ca]2+、6个[ PO4]3-和2个[ OH]-, 这样的结构和组成使得H A 具有较好的稳定性。

磷灰石是自然界广泛分布的磷酸钙盐矿物,根据其结构通道中存在的阴离子的种类,可分为氟-、氯-、羟磷灰石等不同亚种矿物。

其中,羟基磷灰石(hydroxyapatite,缩写为HA或HAp)的研究和应用最广泛。

羟基磷灰石生物材料的研究现状_制备及发展前景_于方丽

羟基磷灰石生物材料的研究现状_制备及发展前景_于方丽

羟基磷灰石生物材料的研究现状、制备及发展前景于方丽1 周永强2 张卫珂3 马景云1(1陕西科技大学材料科学与工程学院 咸阳 712081) (2温州大学制笔重点实验室 325035) (3山东大学材料液态结构及其遗传性教育部重点实验室 济南 250061)摘 要 羟基磷灰石具有良好的生物相容性和生物活性,是较好的生物陶瓷材料。

笔者论述了羟基磷灰石生物陶瓷材料的研究现状,同时对羟基磷灰石及其复合生物陶瓷材料的各种制备方法进行了概述,重点研究综合性能优越的羟基磷灰石生物陶瓷材料的制备及发展前景。

关键词 羟基磷灰石 生物陶瓷材料 研究现状 制备 发展前景The Present and Prospect of Research on Hydroxyapatite Bioceramic MaterialsYu Fangli1,Zhou Yongqiang2,Zhang Weike3,Ma Jingyun1(1Shaanxi University of Science and Technology,Xianyang,712081)(2Wen zhou University Main Laborotary,325035)(3Collegeofmaterial Science&Engineering,Shandong University,Jinan,250061)Abstract:Hydroxyapatite has excellent biocompatibility and tissue bioactivity and is hydroxyapatite bioceramic materials.This paper su m marizes the study situati on and the various preparation methods of hydroxyapati te bioceramic materials.The keys are enhancement and preparation and develop ment prospect of the synthesization of the composite bioceramic materials.Key words:Hydroxyapatite;Bioceramic materials;Research situation;Preparation;Develop ment prospect前言20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(hydroxyapatite,简称HA或HAP)活性陶瓷材料的研究和临床应用。

中空羟基磷灰石的制备方法研究进展

中空羟基磷灰石的制备方法研究进展

Vol.32 No.1Jan. 2021第 32 卷 第 1 期2021 年 1 月化 学 研 究CHEMICAL RESEARCH中空羟基磷灰石的制备方法研究进展李世宏I ,2,何阳],2,胡东I ,2,李剑,龙世伟・2,蒋波波3,付洪3,徐冉3,翁杰3*,郑伟心*(1.西部战区总医院骨科,四川成都610000; 2.成都医学院临床医学院,四川成都610000; 3.西南交通大学医学院,四川成都610000)摘要:中空结构的羟基磷灰石因具备出色的生物相容性及生物活性、大比表面积和孔体积、小尺寸、良好的机械性、热稳定性以及表面渗透性等性能优点,让其在生物、医学、材料领域产生巨大影响,具有极大的运用价值。

因此,制备具有中空结构的羟基磷灰石的方法及有关性能研究成为了热点。

本文对例如模板法、水热法、溶剂热法、喷雾干燥法、微波协助法、微乳液法等一系列制备中空羟基磷灰石的方法及现状进行了总结,为空心羟基磷 灰石的制备、性能优化提供科学且有益的参考。

关键词:中空;羟基磷灰石;方法中图分类号: O61 文献标志码: A 文章编号: 1008-1011(2021)01-072-06Research advances in preparation methods of hollow hydroxyapatiteLI Shihong 1,2, HE Yang 1'2, HU Dong 1,2, LI Jian 1,2,LONG Shiwei 1,2, JIANG Bobo 3, FU Hong 3, XU Ran 3, WENG Jie 3*, ZHENG Wei 1,2,3(1. Department of Orthopedics, General Hospital of Western Theater Command, Chengdu 610000, Sichuan, China;2. School of Clinical Medicine, Chengdu Medical College, Chengdu 610000, Sichuan, China;3. College of Medicine, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610000, Sichuang, China )Abstract: Hydroxyapatite with hollow structure has excellent biocompatibility and bioactivity, large surface area and hole volume , small size, good mechanicality and thermal stability, surfacepermeability and other advantages, which makes it has great application value and influence in thefields of biology, medicine and materials. Therefore, the methods of preparing hydroxyapatite with hollow structure and related performance researchs have become hot spots. In this paper, we summarized a series of methods and present conditions for the preparation of hollow hydroxyapatite, such as template method, hydrothermal method, solvothermal method, spray drying method,microwave-assisted method, micro emulsion method, etc. , which provides a scientific and useful reference for the preparation and performance optimization of hollow hydroxyphosphate.Keywords : hollow ; hydroxyapatite ; method羟基磷灰石(Hydroxyapatite ,简写HA ,化学式 为CaXPOJ s COH )?),它在人与动物的骨骼或牙齿中是最重要的矿物组成成分,较其他生物材料而收稿日期:2020-10-08基金项目:四川省应用基础研究基金项目(2017JY0326)作者简介:李世宏( 1994-),男,硕士研究生,研究方向为生物材料。

纳米羟基磷灰石制备方法研究进展

纳米羟基磷灰石制备方法研究进展

3521 引言羟基磷灰石( Hydroxyapatite,简写为HA,分子式为Ca 10(PO 4)6(OH)2),是一种具有良好应用前景的无机生物矿物材料,它是人体和动物骨骼的主要无机成分,因此具有良好的环境相容性和生物活性[1],在生物医用材料、环境功能材料、湿敏半导体材料、催化剂载体以及抗菌功能材料等方面都有广泛的应用。

然而目前HA材料的形貌、性能及生物活性等尚未达到应用的理想要求,限制了其在生物医学、催化材料等领域的应用。

纳米技术的发展已证实,当材料粉体细化到纳米尺寸,其各方面性能可发生明显优化。

例如,作为人体组织植入材料的HA涂层颗粒越小,骨植入的扭转模量,拉升模量和拉伸强度就越高,疲劳抗力也相应提高[2]。

鉴于纳米羟基磷灰石(nHA)的特殊性能,制备nHA并有效解决粉体的团聚问题,成为目前羟基磷灰石生物矿物材料研究的热点。

本文将简要介绍近年来几种纳米羟基磷灰石的制备方法及其各自特点,并对这方面的研究趋势做初步的论述。

2 羟基磷灰石的基本性质和研究概况2.1 基本性质羟基磷灰石的密度为3.156g/cm 3,熔点为1650℃,溶度积为(6.3±2.1)×10-59,晶体折射率为1.64-1.65。

其在水中溶解度约0.4 ppm,呈弱碱性,pH为7-9。

在人体骨骼中,羟基磷灰石大约占总质量的90%,其余10%为碳酸钙和其他无机盐[3-5]。

2.2 研究概况早在1790 年,就有学者用希腊文字将这种物质命名为磷灰石。

1926年,有人用X射线衍射的方法对人骨和牙齿的矿物成分进行分析,认为其无机矿物成分是磷灰石。

自1937年开始,国外发表了大量有关磷灰石晶体化学方面的文章。

19世纪60年代,国外学者大量报道了羟基磷灰石与骨组织钙化的关系。

1972年,日本学者成功合成羟基磷灰石并烧结成陶瓷,发现烧成的羟基磷灰石陶瓷具有很好的生物活性[6]。

自此以后,世界各国都对羟基磷灰石相关材料进行广泛研究,并将其用于修复和替代人体损伤的骨组织等生物医学领域,以及食品添加剂、传感器、造纸、印刷油墨、催化剂载体等诸多领域。

纳米羟基磷灰石制备方法的研究进展

纳米羟基磷灰石制备方法的研究进展

摘 要 :介绍 了 目前 纳米羟基磷灰石 的制备方 法 ,重点 阐述 了化学沉淀法制备纳米 羟基磷灰 石的研究情 况 ,并
对 纳米 羟基 磷灰石整个行业 的发展做 出 了展望 。

关键 词 :纳米 ;羟基磷灰石 ;化 学沉淀法
中图分 类号 :TB332 文献 标识码 :A
文章编号 :1008—9411(2011)04—00O6—03
羟基磷灰石超微粉体属于无机材 料 ,主要是采 用液相法来制备 ,常用方法有沉淀法 、水 解法、等离 子体法 、水热法 、溶 剂挥发分 解法 、溶胶 一凝胶 法。 其中化学沉淀法制备纳米羟基磷灰石尤其 活跃。
1 沉 淀 法
沉淀法通常是在溶液状态下将不同化学成分 的 物质混合 ,在混合溶液 中加入适 当的沉淀剂制备超 微颗粒 的前驱体沉淀物,再将此沉 淀物进行 干燥或 煅烧 ,从而制得相应 的超微颗粒。沉淀法制备超微 颗粒主要分为直接沉淀法 、共沉淀法 、均相沉淀法、 化合 物 沉淀 法 、水解 沉淀 法等 多 种 。
廖鹏飞、汤顺清等 用卵磷脂分散体系作 为沉 淀法反应 的微环境合成纳米 HA,获得粒径小 、分布 均匀 、分散容易的纳米粉末 。准确称取适量卵磷脂 , 用氯仿溶解 ,置 于通 风橱 中挥 发至将 Ca(NO,) ·
收稿 日期 :2011一o4o—l1.修 返 日期 :2011一o4—13 作者简介 :隋岩峰(1981一),男 ,吉林梅河 口人 ,助理 工程师 ,主要从事磷精细化工方面研究 。
O 引 言
羟基磷灰石 (Hydroxyapatite)简称 HAP或 HA, 化学分子式 :Ca 0(PO )6(OH):,钙磷 比 C/P=5/3 =1.67,属磷酸钙 (TCP)陶瓷中的一种生物 活性材 料 ¨。

羟基磷灰石相关复合材料的研究进展

羟基磷灰石相关复合材料的研究进展

第46卷第3期2021年6月广州化学Guangzhou ChemistryV ol. 46 No. 3Jun. 2021文章编号:1009-220X(2021)03-0022-08 DOI:10.16560/ki.gzhx.20210313羟基磷灰石相关复合材料的研究进展范云辉,王世革,黄明贤*(上海理工大学理学院,上海200093)摘要:羟基磷灰石(HAp)作为骨骼中的无机矿物成分,是天然的生物陶瓷材料。

由于特殊的结构组成,其具有良好的生物相容性和生物活性。

然而,纯的HAp纳米颗粒容易团聚且机械强度低,因此往往需要进一步改性和功能化用于合成HAp相关的复合材料。

本综述对元素或官能团掺杂、聚合物/HAp交联、HAp固定在载体材料表面等方式制备的HAp复合材料,及其在环境中分离纯化应用的研究进展进行讨论与分析。

最后对HAp相关复合材料的发展前景做出了总结与展望。

关键词:羟基磷灰石;复合材料;分离纯化中图分类号:O651 文献标识码:A对羟基磷灰石(HAp)材料的研究已经进行了半个多世纪,其作为动物骨骼的无机组分,是重要的生物材料。

近年来,随着纳米科学的不断发展,合成的纳米HAp的应用范围越来越广。

有关HAp的综述报道,主要是涉及不同的制备方法(包括固态法[1-2]、传统的化学沉淀法[3-4]、溶胶凝胶法[5-6]、水热法[7-8]、模板法[9-10]等)的总结[11],HAp纳米材料作为骨和牙齿替代物的应用,以及药物输送和癌症治疗方面的研究[12-15]。

可以发现,关于HAp复合材料及其在分离纯化中应用的报道较少。

因此,本文对HAp相关复合材料的结构设计和在环境中作为分离纯化材料的最新进展进行了简单的归纳总结。

1 概述HAp作为脊椎动物牙齿和骨骼中的主要无机成分,在生物陶瓷领域引起了广泛关注。

HAp属于磷酸钙,是磷灰石中的一种。

磷灰石的一般结构式可以表示为M10(ZO4)6X2,这里M,ZO4和X可以分别被替换成下列离子[16-17]:M=K,Mg,Mn,Pb,Co,Zn,Au,Ba,Cd,Al,Fe,La,Ce,Si,Ti等;ZO4=CO3,SiO4,HPO4,SeO2等;X=F,Cl等。

羟基磷灰石在生物医用材料中的研究进展

羟基磷灰石在生物医用材料中的研究进展

《生物医用材料》期末论文学院:材料与化工学院专业:材料科学与工程学生姓名:学号:任课教师:唐敏2010年6月20日羟基磷灰石在生物医用材料中的研究进展材料与化工学院07材料科学与工程卢仁喜摘要:羟基磷灰右是一种优质的医用生物材料,在生物医用材料和医学研究领域有着广泛的应用和研究。

本文在综合了一些文献的基础上,对羟基磷灰石在生物医用材料的研究上做了总结和概括,并且提出了一些自己的看法。

关键字:羟基磷灰石生物医用材料进展1.引言生物材料(biomaterials)是对生物体进行治疗和置换损坏的组织、器官或增进其功能的材料。

随着材料科学、生命科学与生物技术的发展,越来越多的生物材料得到广泛应用,人们开始在分子水平上去认识材料和机体问的相互作用,力求使无生命的材料通过参与生命组织的活动,成为有生命组织的一部分。

其中金属材料、生物陶瓷材料、高分子材料、聚合物及其复合材料是应用最广泛的生物材料。

近年来,常用的骨骼替代品是金属、塑料以及陶瓷等,其中以钛和钛合金为主。

但是由于它们的惰性,它们不能很好的与生物体本身产生相容性,作为硬组织植入材料,它们与骨之间只是一种机械嵌连的骨整合,而非化学骨性结合,致使植入后与骨组织之间结合较差,常引起植入失效。

同时金属的耐磨性和耐腐蚀性较差,腐蚀产牛的离子会对人体组织产生不良影响。

羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HA)生物陶瓷材料具有优良的生物活性和生物相容性,被认为是一种最具潜力的人体硬组织替换材料。

但是HA的力学性能较差,抗弯强度和断裂韧性指标均低于人体致密骨,限制了它们单独在人体负重部位的使用。

但是由于它本身的特点,以及自然界再也找不出与它具有类似生物相容性的陶瓷材料,同时他又可以同多种材料进行复合来改变它在某一方面的劣势。

所以,近年来羟基磷灰石及其复合物的研究受到广泛关注。

2.羟基磷灰石及特点羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HA)是一种微溶于水的弱碱性磷酸钙盐,它是脊椎动物骨和齿的主要无机成分,在人骨中约占72%,齿骨中则高达97%,其生物相容性及活性良好,对人体无毒副作用,可增强骨愈合作用,能与自然骨产生化学结合,被认为是最有前途的人工齿及人工骨的替代材料。

羟基磷灰石研究进展

羟基磷灰石研究进展

2010-2011 第2学期《生物医用材料》期中考试姓名:学号:学院:专业:班级:任课老师:羟基磷灰石研究进展摘要:由于羟基磷灰石( HA) 不但与人体骨骼晶体成分和结构基本一致,而且其生物相容性、界面生物活性均优于医用钛、硅橡胶及植骨用碳材料等植入医用材料,另外有极好骨传导性和与骨结合的能力, 无毒副作用, 无致癌作用,所以被广泛用作硬组织修复材料和骨填充材料的生理支架以及疾病、意外事故中的骨修复材料。

同时,羟基磷灰石具有良好的生物活性,具有特殊的晶体化学特点,是较好的生物材料,被广泛应用于骨组织的修复与替代技术.目前,羟基磷灰石涂层的制备方法有等离子喷涂法、激光熔覆法、电结晶液相沉积法、溶胶-凝胶法等。

对于制备要求较高、具有表面活性的吸附材料羟基磷灰石而言,溶胶- 凝胶法是较为合适的方法,本文羟基磷灰石涂层进行了研究。

主要从羟基磷灰石的合成制备,复合材料涂层种类及HA涂层影响因素,应用等方面对羟基磷灰石进行介绍,并对其进行研究展望。

关键词:羟基磷灰石制备复合材料涂层研究进展前言羟基磷灰石是一种磷酸钙生物陶瓷, 与人体自然骨和牙齿等硬组织中的无机质在化学成分和晶体结构上具有相似性,是一类重要的骨修复材料,分子式为Ca10 ( PO4) 6 ( OH ) 2 , 简写为HA 或HAP,Ca/ P 物质的量比理论值为1. 67, 属磷酸钙陶瓷中的一种生物活性材料。

从分子结构( 如图1) 可以看出, 它易与周围液体发生离子交换。

HA 属六方晶系, 空间群为P63/m。

其结构为六角柱体, 与c轴垂直的面是一个六边形, a、b 轴的夹角为120 °, 晶胞常数a= b= 9. 324 A , c= 6. 881A 。

单位晶胞含有10 个[ Ca]2+、6个[ PO4]3-和2个[ OH]-, 这样的结构和组成使得H A 具有较好的稳定性。

磷灰石是自然界广泛分布的磷酸钙盐矿物,根据其结构通道中存在的阴离子的种类,可分为氟-、氯-、羟磷灰石等不同亚种矿物。

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2010-2011 第2学期《生物医用材料》期中考试姓名:学号:学院:专业:班级:任课老师:羟基磷灰石研究进展摘要:由于羟基磷灰石( HA) 不但与人体骨骼晶体成分和结构基本一致,而且其生物相容性、界面生物活性均优于医用钛、硅橡胶及植骨用碳材料等植入医用材料,另外有极好骨传导性和与骨结合的能力, 无毒副作用, 无致癌作用,所以被广泛用作硬组织修复材料和骨填充材料的生理支架以及疾病、意外事故中的骨修复材料。

同时,羟基磷灰石具有良好的生物活性,具有特殊的晶体化学特点,是较好的生物材料,被广泛应用于骨组织的修复与替代技术.目前,羟基磷灰石涂层的制备方法有等离子喷涂法、激光熔覆法、电结晶液相沉积法、溶胶-凝胶法等。

对于制备要求较高、具有表面活性的吸附材料羟基磷灰石而言,溶胶- 凝胶法是较为合适的方法,本文羟基磷灰石涂层进行了研究。

主要从羟基磷灰石的合成制备,复合材料涂层种类及HA涂层影响因素,应用等方面对羟基磷灰石进行介绍,并对其进行研究展望。

关键词:羟基磷灰石制备复合材料涂层研究进展前言羟基磷灰石是一种磷酸钙生物陶瓷, 与人体自然骨和牙齿等硬组织中的无机质在化学成分和晶体结构上具有相似性,是一类重要的骨修复材料,分子式为Ca10 ( PO4) 6 ( OH ) 2 , 简写为HA 或HAP,Ca/ P 物质的量比理论值为1. 67, 属磷酸钙陶瓷中的一种生物活性材料。

从分子结构( 如图1) 可以看出, 它易与周围液体发生离子交换。

HA 属六方晶系, 空间群为P63/m。

其结构为六角柱体, 与c轴垂直的面是一个六边形, a、b 轴的夹角为120 °, 晶胞常数a= b= 9. 324 A , c= 6. 881A 。

单位晶胞含有10 个[ Ca]2+、6个[ PO4]3-和2个[ OH]-, 这样的结构和组成使得H A 具有较好的稳定性。

磷灰石是自然界广泛分布的磷酸钙盐矿物,根据其结构通道中存在的阴离子的种类,可分为氟-、氯-、羟磷灰石等不同亚种矿物。

其中,羟基磷灰石(hydroxyapatite,缩写为HA或HAp)的研究和应用最广泛。

羟基磷灰石是人体和动物的骨骼和牙齿的主要无机成分,具有良好的生物相容性和生物活性,HA材料对动物体人体无毒、无害、无致癌作用,可增强骨愈合作用,能与自然骨产生化学结合,HA植入人体后对组织无刺激和排斥作用,能与骨形成很强的化学结合,用作骨缺损的充填材料,为新骨的形成提供支架,发挥骨传导作用, 是理想的硬组织替代材料,被认为是最有前途的人工齿及人工骨的替代材料。

1、羟基磷灰石的合成制备虽然1871年就合成出羟基磷灰石,但是由于技术的限制,直至1971年才有羟基磷灰石生物陶瓷的成功报道,并迅速扩大临床应用。

经过多年的研究,近年来已经开发出多种方法制备羟基磷灰石。

鉴于各种方法在制备原理于过程上存在相当大的差异,所得到的HA的性能也产生了较大的差异。

不同状态的HA的制备是HA优异性能得到充分利用的关键。

羟基磷灰石的制备可按照其物理性质分为HA粉体的制备、HA涂层的制备、以及HA复合材料的制备。

1.1经基磷灰石粉体的制备目前制备羟基磷灰石粉末的方法有很多,主要有湿法溶胶一凝胶法、水热法、沉淀法等和干法固相反应及微乳液法。

1.1.1溶胶一凝胶法溶胶-凝胶法是以适当的前驱物配成溶胶, 一般利用金属无机盐或金属醇盐, 在水或醇溶剂中发生水解或醇解反应,形成均匀的溶胶, 然后经过溶剂挥发及加热等处理, 使溶胶转变成网状结构的凝胶, 再经过适当的后处理工艺形成HA晶体。

童义平等探索用溶胶—凝胶法制备羟基磷灰石的工艺条件, 用硝酸钙和磷酸三丁酯为反应原料, 进行对比实验, 优化得到的条件为溶液pH 值控制在8 左右, 烧结温度控制在950℃以上, 恒温时间控制在2.5~ 4.5 小时。

是近些年来才发展起来的新方法,已经引起了广泛的关注。

找到合适的、能够合成最终的羟基磷灰石的溶胶一凝胶体系是其合成的关键。

其原理是:将醇盐溶解在选定的有机溶剂中,在其中加蒸馏水使醇盐发生水解、聚合反应后生成溶胶,再将Ca2+溶胶缓慢滴加到(PO4)3-溶胶中,加水变为凝胶,凝胶经老化、洗涤、真空状态下低温干燥,得到干凝胶,再将干凝胶高温锻烧,就得到羟基磷灰石的纳米粉体。

该方法的优为:合成及烧结温度低、可在分子水平上混合钙磷的前驱体使溶胶具有高度的化学均匀性。

缺点是化学过程比较复杂、醇盐原料价格昂贵、有机溶剂毒性大,对环境易造成污染等。

,该方法的优点是对PH没有要求。

这种方法可以生成Ca/P比不同的HA ,生成的HA粉体可用作生物陶瓷、环境材料、催化、色谱等领域。

1.1.2沉淀法化学沉淀法是制备羟基磷灰石粉体最典型的方法,这种方法通常采用把一定浓度的磷酸氢铵和硝酸钙反应或者磷酸与氢氧化钙在一定的温度下搅拌,常加入适当的沉淀剂,通过控制反应的温度、PH值、反应速率及陈化时间等来实现HAP蹭点结晶化过程,反应过程中使用氨水调节PH值,把沉淀物高温缎烧从而得到HA粉体。

其典型工艺:Ca(NO3)2与磷酸盐[(NH4)3PO4,(NH4)2HPO4,NH4H2PO4]溶液进行反应,沉淀经过滤、干燥,制成粉末颗粒,再在750℃条件下煅烧3h,生成晶体粉末,经成型工艺获得压坯,最后在1050一1200℃温度烧结,即得到羟基磷灰石。

该法的优点是:工艺简单、合成粉体的成木较低,可以大量制造HA粉体,并广泛应用于工业生产巾。

缺点:必须严格控制实验的工艺条件,比如Ca/P的摩尔比、混合物的PH值、以及反应产生沉淀的时间。

1.1.3水热法水热法其特点是在特制的密闭的反应器(高压釜)内,在高温高压下,用水溶液作为反应介质。

在高温高压环境中,不受沸点的限制,可以使介质的温度上升到200一400℃,使原来难溶或不溶的物质溶解并重新结品的方法。

这种方法通常采用磷酸氢钙等为原料的水溶液体系,在高压釜中制备HA粉体。

其典型的工艺为:以CaCl2 [或Ca(NO3)]与NH4H2PO4为原料,以钛网、Ti6Al6V片或其他合金为阴极,以石墨为阳极,控制一2定的PH值和沉淀时间,可得CaHPO4·2H2O ,随后经水蒸气处理,即得到羟基磷灰石。

化学反应如下:与其它化学方法比较, 水热法制备HA粉体由于不需要高温焙烧等后处理工艺, 避免了在这些过程中可能产生的粉体颗粒之间的硬团聚, 制备工艺较为简单, 粒子纯度高, 分散性好, 粒径小, 分布范围窄,这种方法的缺点为:生产周期长, 能耗大, 成本高, 反应条件对产物影响大。

对设备的密闭条件要求很高,反应条件不容易控制,很难生成Ca/P比不同的HA,一般能生成正常配比的HA。

但是可以获得高纯度、高有序度、结品较好的HA多品粉体。

该方法制备的羟基磷灰石粉体在萤光、激光材料、催化载体等方面得到应用。

1.1.4干式法把固态磷酸钙及其他化合物磨细均匀混合在一起,在有水蒸气存在的条件下,反应温度大于1000℃(1000℃一1300℃),可以得到结品较好的羟基磷灰石,反应式为:6CaHPO4·2H2O+4CaCO3=Ca(PO4)6(OH)2+4CO2+14H2O这种方法合成的羟基磷灰石优点是粒径1mm,纯度高,结品完整无品格缺陷,晶格常数不随温度变化。

缺点为该方法要求较高的温度和热处理时间,粉末的可烧结性差,使得应用受到了一定的限制。

一般这种方法制备的羟基磷灰石粉体常用在萤光、激光、敏感功能材料和地质条件模拟实验研究中应用。

此外还有海珊瑚高温置换反应合成等方法。

1.1.5微乳液法微乳液法是利用表面活性剂在溶液中的浓度超过其临界胶束浓度(cmc)形成胶束的性质, 在钙和磷的前躯物溶液中,加入适宜的表面活性剂,形成各种彼此独立的微乳颗粒(如球状、椭圆状、棒状胶束等)来控制HAP晶粒的生长, 以制备不同形貌的超微粒HAP。

1.2经基磷灰石薄膜的研究方法近年来发展起来的金属基表面羟基磷灰石薄膜的研究方法主要有:等离子喷涂,激光熔覆法,溶胶一凝胶法,电沉积方法,仿生合成法,浸渍法,热喷涂等。

这些方法可以分为两大类, 一类方法制备出厚度相对较大的涂层(几十至上百);另一类则偏重于制备薄涂层(厚度在几个至十几个左右)。

1.2.1厚涂层的制备方法1.2.1.1等离子喷涂法等离子喷涂法是制备HA涂层最成功,也是目前临床研究较为成熟,应用最为广泛的方法,并且被广泛投人到商业应用。

等离子喷涂的基本过程是喷涂粉料以气体为载体被送到等离子区,经高温(通常高于1000℃)熔融或半熔融后喷涂到金属基体表面形成羟基磷灰石薄膜,喷涂后的涂层要经过水蒸气处理或热处理。

其典型工艺如下:由钨青铜阳极和喷嘴阴极放电产生电弧,等离子体则在电弧燃烧中产生。

一般等离子气体选择惰性气体或双原子其他的混合物。

喷涂粉末用气流送到高能的等离子气体内,粉末在等离子体中熔化,附着在金属基体上而形成涂层,随着工艺参数,如HA的颗粒大小以及功率的变化,涂层的性能也相应发生变化。

通常等离子喷涂的厚度在几十左右。

等离子喷涂具有操作方便,但他的缺点也很明显首先因羟基磷灰石与金属基体的热膨胀系数不同,易在基体与涂层界面形成残余应力,在喷涂后的冷却过程中涂层可能产生相变和脆裂,使得涂层和基体的结合强度不高;其次,由于等离子喷涂过程涉及高温过程,易使羟基磷灰石发生分解。

另外,由于原始材料采用较高纯度的羟基磷灰石粉末,植被的成本较高,技术设备昂贵,不适合喷涂多孔金属表面。

1.2.1.2激光熔覆法激光熔税法的工作原理在金属基体的表面上预先覆涂一定配比的CaCO3,与CaHPO4·2H2O的混合物粉末涂层,然后用激光器进行多道搭接熔覆处理,使合成与熔覆HA涂层一步完成,合成HA涂层的原理反应为:此方法制得的涂层的优点是:与基体结合良好、硬度高、强度较高、韧性良好,且改善了植人材料的弹性模量与生物硬组织材料的匹配性。

但同样也有缺点存在,涂层的均匀性和稳定性较差,难控制且设备昂贵。

激光熔覆法在制备生物涂层方面刚刚起步,但已经显示出巨大的优越性,很有希望成为生产临床生物材料的途径之一。

1.2.2薄涂层的制备方法1.2.2.1溶胶一凝胶法溶胶一凝胶法除了可以制备HA的粉体以外,还可以制备HA涂层,这一方面近年来研究较多,溶胶一凝胶法是一个相当简单的过程。

溶胶一凝胶法的原理是:将涂层物质或其前驱体制成溶胶,使之均匀的覆盖于基体的表面,由于溶剂的迅速挥发以及后续的缩聚反应而凝胶化,再经干燥和热处理,以获得所需的涂层。

该方法的优点是用料少,成木底;工艺简单,不需要任何的真空的设备;工艺过程温度低;对于形状复杂的材料有利。

1.2.2.2电化学沉积法电化学沉积法是一种点解方法镀膜的过程,也是一种氧化还原过程。

该方法的原理是:在含有被镀金属离子的水溶液(或非水溶液、熔盐)中通直流电,是正离子在阴极表面放电,得到金属、=-0987321、温度低、易于在复杂表面上大面积涂膜、投资少,工艺简单,易于操作。

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