最新生物陶瓷材料PPT课件
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生物陶瓷ppt课件
研制具有修复功能的人工替换材料，十分重要
2018/11/26 7
生物功能性
整容和美容 代替患病、缺损 或衰老的硬组织 恢复硬组织的形 矫治先天 畸形 态和功能
2018/11/26
8
相容性
生物相容性 力学相容性 与生物组织有优异的亲和性 物理化学稳定性
抗血栓
灭菌性 在体内长期稳定，不分解、不变质、不变性 生物陶瓷不仅应具有足够的强度，不发生灾难性脆性断裂、疲劳、蠕变及腐 蚀断裂，而且其弹性形变应当和被替换的组织相匹配。植人体的力学相容性 生物陶瓷作为植入材料和人体血液相接触，要求植入物不会对血液细胞造 生物陶瓷植入生物体后，能和生物组织很好地结合，这种结合可以是组织长 植入材料必须能以无菌状态生存下来，不会因环境条件如干热、湿热、气 生物陶瓷必须对生物体无毒、无害、无刺激、无过敏反应、无致畸和致癌等 成破坏，不会形成血栓。 取决于它所承受的应力大小、组织间形成的界面性质以及材料本身的弹性模 人不平整的植入体表面所形成的机械嵌连，也可以是植入体和生理环境间发 体、辐射等的作用而改变其功能，使接触的宿主组织受到感染。 量。 生生化反应而形成的化学键结合。 致突变作用，同时，它又不会被生化作用所破坏。
人体器官和组织往往因疾患、受伤、老化或先天畸形等损伤或缺损而丧失原
有或应有的功能，需修复、再造人体损伤器官和组织，有效地医治人类疾病、
维持人类的健康和延长人类寿命。
生物相容性角度：
采用患者自身的同种组织作修复材料最为理想，但这增加了患者的痛苦和感
染机会，且材料源受到很大的限制。
采用异体材料(如动物骨)，虽材料源不受限制，但有抗原性。
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9.3 惰性生物医用陶瓷
氧化铝陶瓷
《陶瓷材料》课件
《陶瓷材料》PPT课件
欢迎来到本课件《陶瓷材料》。在这篇课件中，我们将深入探讨陶瓷材料的 种类、制备方法、性能以及应用领域。让我们一起开始吧！
简介
什么是陶瓷材料？
陶瓷材料是通过高温烧结制 备而成的一类无机非金属材 料，具有优异的耐高温、耐 腐蚀和绝缘等特点。
常见陶瓷材料有哪些？
常见陶瓷材料包括陶器、瓷 器、磁器等，它们在生活中 扮演着重要的角色。
密度和孔隙率 热膨胀系数 热导率
化学性能
耐腐蚀性能 化学稳定性
机械性能
强度和韧性 硬度
陶瓷的应用领域
• 电子器件 • 航空航天 • 光学仪器 • 器皿与餐具 • 建筑陶瓷
结语
1 陶瓷材料的优缺点
2 未来发展趋势
陶瓷材料具有优异的耐热、 耐腐蚀和机械性能，但也 存在着脆性和加ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ难度大 等缺点。
陶瓷材料在新能源、先进 制造等领域的应用前景广 阔，将持续发展并不断创 新。
3 完。
陶瓷材料的特点和应用 领域
陶瓷材料具有高硬度、良好 的耐磨性和机械性能，被广 泛应用于电子、航空航天、 建筑和医疗等领域。
陶瓷的分类
氧化物陶瓷
非氧化物陶瓷
晶体陶瓷
• 根据化学成分分类： • 根据结构分类：
硬质合金
玻璃
陶瓷的制备方法
• 干法 • 液相法 • 气相法 • 溶胶-凝胶法
陶瓷的性能
物理性能
欢迎来到本课件《陶瓷材料》。在这篇课件中，我们将深入探讨陶瓷材料的 种类、制备方法、性能以及应用领域。让我们一起开始吧！
简介
什么是陶瓷材料？
陶瓷材料是通过高温烧结制 备而成的一类无机非金属材 料，具有优异的耐高温、耐 腐蚀和绝缘等特点。
常见陶瓷材料有哪些？
常见陶瓷材料包括陶器、瓷 器、磁器等，它们在生活中 扮演着重要的角色。
密度和孔隙率 热膨胀系数 热导率
化学性能
耐腐蚀性能 化学稳定性
机械性能
强度和韧性 硬度
陶瓷的应用领域
• 电子器件 • 航空航天 • 光学仪器 • 器皿与餐具 • 建筑陶瓷
结语
1 陶瓷材料的优缺点
2 未来发展趋势
陶瓷材料具有优异的耐热、 耐腐蚀和机械性能，但也 存在着脆性和加ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ难度大 等缺点。
陶瓷材料在新能源、先进 制造等领域的应用前景广 阔，将持续发展并不断创 新。
3 完。
陶瓷材料的特点和应用 领域
陶瓷材料具有高硬度、良好 的耐磨性和机械性能，被广 泛应用于电子、航空航天、 建筑和医疗等领域。
陶瓷的分类
氧化物陶瓷
非氧化物陶瓷
晶体陶瓷
• 根据化学成分分类： • 根据结构分类：
硬质合金
玻璃
陶瓷的制备方法
• 干法 • 液相法 • 气相法 • 溶胶-凝胶法
陶瓷的性能
物理性能
生物陶瓷 PPT
(2) 材料制品的组成范围较宽，可以灵活地设计组成和调制性能。如降解生物 陶瓷，可根据在体内不同部位的应用调节降解速度，使之与骨生长速度匹 配，满足临床要求。
(3) 成型方法多，可根据需要制成各种形状和尺寸，致密或多孔结构等。 (4) 易于着色，如陶瓷牙冠与天然牙齿外观逼真，利于整容、美容手术。
9.2 生物功能性和生物相容性
研制具有修复功能的人工替换材料，十分重要
生物功能性
代替患病、缺损 或衰老的硬组织
矫治先天 畸形
整容和美容
恢复硬组织的形 态和功能
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
相容性
生物相容性
力学相容性
抗血栓
与生物组织有优异的亲和性
物理化学稳定性
在体内长期稳定，不分解、不变质、不变性
灭菌性
生物陶瓷不仅应具有足够的强度，不发生灾难性脆性断裂、疲劳、蠕变及腐 蚀取量生致生人生生成。决断突 生物不物物 破植体于裂变 化陶平陶陶 坏入 、它，作 反瓷整瓷瓷 ，材 辐所而用 应植的必作 不料 射承且而，入植须为会必等其受形同生入对植形须的弹的成时物体生入成能作性应的，体表物材血以用形力化它后面体料栓无而变大学又所，无和。菌改应小键不形能毒人状 变当、结会成和、体态 其和组合被的生无血生 功生。被织机物害液能存化替间械组、相，下作换形嵌织无接使来用的成连很刺触接，所组的好，，激触不破织地界也要、的会坏结可相面求无宿因。合以匹性植过主环是，配质入敏组境植这以。物反织条入种及植不应受件体结材会人、到如和合对料体无感干生可血本的致染热理以液身力畸。、环是细的学和湿境组胞弹相致热间织造性容癌、发长模性气等
代表组成是： Na2O 4.8％，K2O 0.4％，MgO 2.9％，CaO 34.0％，SiO2 46.2％，P2O5 11.7％。
(3) 成型方法多，可根据需要制成各种形状和尺寸，致密或多孔结构等。 (4) 易于着色，如陶瓷牙冠与天然牙齿外观逼真，利于整容、美容手术。
9.2 生物功能性和生物相容性
研制具有修复功能的人工替换材料，十分重要
生物功能性
代替患病、缺损 或衰老的硬组织
矫治先天 畸形
整容和美容
恢复硬组织的形 态和功能
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
相容性
生物相容性
力学相容性
抗血栓
与生物组织有优异的亲和性
物理化学稳定性
在体内长期稳定，不分解、不变质、不变性
灭菌性
生物陶瓷不仅应具有足够的强度，不发生灾难性脆性断裂、疲劳、蠕变及腐 蚀取量生致生人生生成。决断突 生物不物物 破植体于裂变 化陶平陶陶 坏入 、它，作 反瓷整瓷瓷 ，材 辐所而用 应植的必作 不料 射承且而，入植须为会必等其受形同生入对植形须的弹的成时物体生入成能作性应的，体表物材血以用形力化它后面体料栓无而变大学又所，无和。菌改应小键不形能毒人状 变当、结会成和、体态 其和组合被的生无血生 功生。被织机物害液能存化替间械组、相，下作换形嵌织无接使来用的成连很刺触接，所组的好，，激触不破织地界也要、的会坏结可相面求无宿因。合以匹性植过主环是，配质入敏组境植这以。物反织条入种及植不应受件体结材会人、到如和合对料体无感干生可血本的致染热理以液身力畸。、环是细的学和湿境组胞弹相致热间织造性容癌、发长模性气等
代表组成是： Na2O 4.8％，K2O 0.4％，MgO 2.9％，CaO 34.0％，SiO2 46.2％，P2O5 11.7％。
《生物医用陶瓷》课件
分类
生物医用陶瓷可分为生物惰性陶 瓷、生物活性陶瓷和可降解陶瓷 等。
生物医用陶瓷的应用领域
人工关节
用于替代磨损或损坏的 关节，如髋关节和膝关
节。
牙科植入物
用于修复或替换牙齿。
血管和心脏瓣膜
用于替换病变的血管和 心脏瓣膜。
骨修复材料
用于修复骨折或填充骨 缺损。
生物医用陶瓷的发展历程
01
02
03
初期阶段
其他新型生物医用陶瓷材料
总结词
随着科技的不断进步，新型生物医用陶瓷材料也不断 涌现，如纳米生物医用陶瓷、光敏生物医用陶瓷等， 为医疗领域提供了更多的选择。
详细描述
纳米生物医用陶瓷是近年来研究的热点之一，通过将陶 瓷材料制备成纳米级，可以获得更优异的物理和生物学 性能。这种材料可以提高骨组织的再生和修复能力，降 低炎症反应和免疫排斥反应等。光敏生物医用陶瓷是一 种具有光敏特性的陶瓷材料，可以通过特定波长的光激 发产生光化学反应，从而在体内实现药物释放、光热治 疗等功能。这种材料在治疗癌症、感染等疾病方面具有 潜在的应用价值。
求。
加工性能决定了材料的加工精度 和表面质量，对于材料的临床应 用效果和使用安全性具有重要影
响。
03
生物医用陶瓷的制备工艺
粉末制备
固相法
将原料在高温下熔融、冷 却、破碎成粉末，再进行 筛分和分级。
化学法
通过化学反应生成所需的 陶瓷粉末，如沉淀法、溶 胶-凝胶法等。
物理法
利用物理过程制备陶瓷粉 末，如蒸发冷凝法、溅射 法等。
《生物医用陶瓷》ppt课件
contents
目录
• 生物医用陶瓷概述 • 生物医用陶瓷的特性 • 生物医用陶瓷的制备工艺 • 生物医用陶瓷的表面改性 • 生物医用陶瓷的最新研究进展 • 生物医用陶瓷的未来展望
生物医用陶瓷可分为生物惰性陶 瓷、生物活性陶瓷和可降解陶瓷 等。
生物医用陶瓷的应用领域
人工关节
用于替代磨损或损坏的 关节，如髋关节和膝关
节。
牙科植入物
用于修复或替换牙齿。
血管和心脏瓣膜
用于替换病变的血管和 心脏瓣膜。
骨修复材料
用于修复骨折或填充骨 缺损。
生物医用陶瓷的发展历程
01
02
03
初期阶段
其他新型生物医用陶瓷材料
总结词
随着科技的不断进步，新型生物医用陶瓷材料也不断 涌现，如纳米生物医用陶瓷、光敏生物医用陶瓷等， 为医疗领域提供了更多的选择。
详细描述
纳米生物医用陶瓷是近年来研究的热点之一，通过将陶 瓷材料制备成纳米级，可以获得更优异的物理和生物学 性能。这种材料可以提高骨组织的再生和修复能力，降 低炎症反应和免疫排斥反应等。光敏生物医用陶瓷是一 种具有光敏特性的陶瓷材料，可以通过特定波长的光激 发产生光化学反应，从而在体内实现药物释放、光热治 疗等功能。这种材料在治疗癌症、感染等疾病方面具有 潜在的应用价值。
求。
加工性能决定了材料的加工精度 和表面质量，对于材料的临床应 用效果和使用安全性具有重要影
响。
03
生物医用陶瓷的制备工艺
粉末制备
固相法
将原料在高温下熔融、冷 却、破碎成粉末，再进行 筛分和分级。
化学法
通过化学反应生成所需的 陶瓷粉末，如沉淀法、溶 胶-凝胶法等。
物理法
利用物理过程制备陶瓷粉 末，如蒸发冷凝法、溅射 法等。
《生物医用陶瓷》ppt课件
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目录
• 生物医用陶瓷概述 • 生物医用陶瓷的特性 • 生物医用陶瓷的制备工艺 • 生物医用陶瓷的表面改性 • 生物医用陶瓷的最新研究进展 • 生物医用陶瓷的未来展望
8.4生物陶瓷材料
④通常认为陶瓷烧成后很难加工，但随着加工装备及技术的进步，现在陶瓷的切削、研磨、抛光等已是成熟工
艺。近年来又发现了可用普通金属加工机床进行车、铣、刨、钻孔等的“可切削性生物陶瓷”，利用玻璃陶瓷结晶化 之前的高温流动性，制成铸造玻璃陶瓷。用这种陶瓷制作的人工牙冠，不仅强度好，而且色泽与天然牙相似。 表8.1将三类常用的生物种植材料作了对照，由表可看出陶瓷作为生物医用材料的特点。
(2)玻璃碳 其密度低，其耐磨性和化学稳定性好，但强度与韧性均不
如LTI碳，只能用于力学性能要求不高的场合。
第10页，共19页。
2. 碳素材料
（3）ULTI碳 具有高密度和高强度，但仅作为薄的涂层材料使用。
UTLI涂层与金属的结合强度高，加上涂层的耐磨性良好，遂成为制造人
工机械心脏瓣膜的理想材料。
1.2 生物惰性陶瓷材料
生物惰性陶瓷是指化学性能稳定, 具有较高的力学强度和耐磨损性能, 与机体组织生
物相容性好的陶瓷材料。
1. 氧化铝(A1203)陶瓷
用于生物医学的A1203分为单晶A1203、多晶A1203和多孔质A1203三种。
就多晶A1203而言，只有高纯度(>99. 5％)、高密度(≥3．90g／cm3)、晶粒细小
第14页，共19页。
1.4 生物陶瓷复合材料
为提高生物陶瓷材料的力学性能、稳定性和生物相容性，许多材料工作者 在复合生物陶瓷材料方面做了大量的研究，并取得了较大进步。 常用的基体材料有高分子材料、生物碳素材料、生物玻璃、磷酸钙基生物陶 瓷等材料. 增强材料有碳纤维、不锈钢或钴基合金纤维、生物玻璃陶瓷纤维、陶瓷纤维 等纤维增强体，另外还有氧化锆、磷酸钙基生物陶瓷、生物玻璃陶瓷等颗粒 增强体。 Kim等人利用硅硼酸钠玻璃来增强HAP，当玻璃相为59%，可使HAP的力学强度
艺。近年来又发现了可用普通金属加工机床进行车、铣、刨、钻孔等的“可切削性生物陶瓷”，利用玻璃陶瓷结晶化 之前的高温流动性，制成铸造玻璃陶瓷。用这种陶瓷制作的人工牙冠，不仅强度好，而且色泽与天然牙相似。 表8.1将三类常用的生物种植材料作了对照，由表可看出陶瓷作为生物医用材料的特点。
(2)玻璃碳 其密度低，其耐磨性和化学稳定性好，但强度与韧性均不
如LTI碳，只能用于力学性能要求不高的场合。
第10页，共19页。
2. 碳素材料
（3）ULTI碳 具有高密度和高强度，但仅作为薄的涂层材料使用。
UTLI涂层与金属的结合强度高，加上涂层的耐磨性良好，遂成为制造人
工机械心脏瓣膜的理想材料。
1.2 生物惰性陶瓷材料
生物惰性陶瓷是指化学性能稳定, 具有较高的力学强度和耐磨损性能, 与机体组织生
物相容性好的陶瓷材料。
1. 氧化铝(A1203)陶瓷
用于生物医学的A1203分为单晶A1203、多晶A1203和多孔质A1203三种。
就多晶A1203而言，只有高纯度(>99. 5％)、高密度(≥3．90g／cm3)、晶粒细小
第14页，共19页。
1.4 生物陶瓷复合材料
为提高生物陶瓷材料的力学性能、稳定性和生物相容性，许多材料工作者 在复合生物陶瓷材料方面做了大量的研究，并取得了较大进步。 常用的基体材料有高分子材料、生物碳素材料、生物玻璃、磷酸钙基生物陶 瓷等材料. 增强材料有碳纤维、不锈钢或钴基合金纤维、生物玻璃陶瓷纤维、陶瓷纤维 等纤维增强体，另外还有氧化锆、磷酸钙基生物陶瓷、生物玻璃陶瓷等颗粒 增强体。 Kim等人利用硅硼酸钠玻璃来增强HAP，当玻璃相为59%，可使HAP的力学强度
《生物与抗菌陶瓷》PPT课件
主要包括三类： 一类如羟基磷灰石生物活性陶瓷，其表面本身就由羟基磷灰石构成； 另一类如生物活性玻璃，其表面虽不是羟基磷灰石，但可通过在生理环境中 发生化学反应而在表面形成羟基磷灰石履盖层。 第三类生物活性陶瓷也称生物降解陶瓷(又叫生物吸收性陶瓷)，如磷酸三钙 等，由手可在体内被逐步降解吸收并随精之选P为PT新生组织所替代，故也作为生物7 活性 陶瓷。
反应法和沉淀反应法。
1. 水热反应法
将CaHPO4与CaCO3，按摩尔比为6:4进行配料，并经24小时湿法球磨。然后 将球磨好的浆料倒入反应釜内，加入足够的蒸馏水，在80～100 ℃恒温情况下进
行搅拌反应，冷却后沉淀得到白色羚基磷灰石沉淀物。
此外，日本的青木秀希还直接用磷酸氢钙加水分解的方法在高压反应釜中制
精选PPT
5
3. 烧成 烧成温度、保温时间、烧成气氛等都对氧化铝生物陶瓷的显微结构和性能产
生较大的影响，必须合理控制。 工艺条件对氧化铝(刚玉)生物陶瓷显微结构和性能有较大影响。
17.2.1.3 高纯氧化铝生物陶瓷的性能
要求氧化铝生物陶瓷强度要高，硬度要大，耐腐蚀、耐磨性好、热膨胀系数 要小，材质要轻。
目前国内外己将羟基磷灰石用于人工齿根、骨缺损、脑外科手术的修补、填 充等；用于制造耳听骨链和整形整容的材料。
此外，羟基磷灰石陶瓷在医学上还作为治病时植入体内的药物释放载体一一 人工骨核，治疗骨结核时应用。
精选PPT
11
18 抗菌陶瓷
18.1 概述
埃及金字塔中的木乃伊的包裹布-------植物浸渍液 ------人类最早使用的抗菌剂 1935年德国人G.Domark采用季铵盐处理军服以防止伤口感染。 现代抗菌材料研究和应用--------抗菌塑料、抗菌纤维、抗菌陶瓷及抗菌金属等 -----应用 于各领域 。
反应法和沉淀反应法。
1. 水热反应法
将CaHPO4与CaCO3，按摩尔比为6:4进行配料，并经24小时湿法球磨。然后 将球磨好的浆料倒入反应釜内，加入足够的蒸馏水，在80～100 ℃恒温情况下进
行搅拌反应，冷却后沉淀得到白色羚基磷灰石沉淀物。
此外，日本的青木秀希还直接用磷酸氢钙加水分解的方法在高压反应釜中制
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5
3. 烧成 烧成温度、保温时间、烧成气氛等都对氧化铝生物陶瓷的显微结构和性能产
生较大的影响，必须合理控制。 工艺条件对氧化铝(刚玉)生物陶瓷显微结构和性能有较大影响。
17.2.1.3 高纯氧化铝生物陶瓷的性能
要求氧化铝生物陶瓷强度要高，硬度要大，耐腐蚀、耐磨性好、热膨胀系数 要小，材质要轻。
目前国内外己将羟基磷灰石用于人工齿根、骨缺损、脑外科手术的修补、填 充等；用于制造耳听骨链和整形整容的材料。
此外，羟基磷灰石陶瓷在医学上还作为治病时植入体内的药物释放载体一一 人工骨核，治疗骨结核时应用。
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18 抗菌陶瓷
18.1 概述
埃及金字塔中的木乃伊的包裹布-------植物浸渍液 ------人类最早使用的抗菌剂 1935年德国人G.Domark采用季铵盐处理军服以防止伤口感染。 现代抗菌材料研究和应用--------抗菌塑料、抗菌纤维、抗菌陶瓷及抗菌金属等 -----应用 于各领域 。
生物陶瓷材料
生物陶瓷材料生物陶瓷是一种人工合成的陶瓷材料，其制备过程涉及到生物活性和化学稳定性方面的一系列工艺，因此被广泛应用于生物医学领域。
生物陶瓷材料具有独特的特性，如良好的生物相容性、机械强度和耐磨性等，因此被用于人工关节、牙科材料、骨修复等医学应用中。
生物陶瓷材料的主要成分是氧化硅、氧化锆、氧化锆钙等化合物，这些化合物具有良好的生物相容性，不会引发人体的免疫反应和排斥反应。
此外，这些材料还具有高度的机械强度和化学稳定性，可以承受人体内复杂的力学和化学环境。
因此，生物陶瓷材料可以长期存在于人体内，同时具有良好的耐磨性，可以更好地适应人体的活动需求。
生物陶瓷材料的制备过程一般包括粉末制备、成型和烧结三个步骤。
首先，选取适当成分的原料，通过球磨或其他方法制备成一定粒径的陶瓷粉末。
然后，将粉末与粘结剂混合，通过挤压、注射或静压等方法进行成型，制备出具有一定形状和尺寸的陶瓷件。
最后，将成型体进行高温烧结，使其形成致密的结构，获得具有良好力学性能和生物相容性的陶瓷材料。
生物陶瓷材料的应用领域非常广泛。
在人工关节领域，生物陶瓷被广泛应用于髋关节、膝关节和肩关节等关节替换手术中，具有优异的耐磨性和生物相容性，能够减少人工关节的摩擦和磨损，延长其寿命。
在牙科领域，生物陶瓷用于种植牙、口腔修复和牙髓治疗等牙科手术中，可以更好地与自然牙组织融合，形成稳定的修复体。
此外，生物陶瓷还被应用于骨修复领域，用于修复骨折和骨缺损，具有良好的生物相容性和生物活性，有助于骨组织的再生和修复。
总之，生物陶瓷材料凭借其良好的生物相容性、机械强度和耐磨性等特性被广泛应用于生物医学领域。
随着科技的进步和材料制备技术的改进，相信生物陶瓷材料将在未来得到更广泛的应用和发展。
生物陶瓷材料
材料循环利用
研究生物陶瓷材料的循环利用技术，使其在报废后能够得到有效的回收和再利 用，从而实现资源的可持续利用。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
膜和血管。
生殖系统领域
用于制作人工尿道、子宫颈等 ，替代病变或缺失的生殖器官
。
02 生物陶瓷材料的制备工艺
粉末制备
01
02
03
固相法
通过高温熔融、化学反应 或电化学反应将原料转化 为粉末。
气相法
利用物理或化学方法将气 体冷凝或化学反应生成固 体粉末。
液相法
通过沉淀、结晶或溶胶-凝 胶法将溶液中的原料转化 为固体粉末。
加工性能优良
具有良好的加工性能， 可根据需要加工成各种
形状和尺寸的制品。
生物陶瓷材料的应用领域
01
02
03
04
牙科领域
用于制作牙种植体、牙冠、牙 桥等，替代病变或缺失的牙齿
。
骨科领域
用于制作人工关节、骨板、骨 钉等，替代病变或缺失的骨骼
。
心血管领域
用于制作人工心脏瓣膜、血管 等，替代病变或缺失的心脏瓣
通过优化生产工艺和降低原料成本， 可以降低生物陶瓷材料的生产成本， 使其在更多领域得到广泛应用。
推广应用
加强生物陶瓷材料的宣传和推广，提 高其在医疗、环保、能源等领域的应 用比例，使其成为支撑社会可持续发 展的重要材料。
环保与可持续发展
绿色生产工艺
采用环保的生产工艺和低能耗的制备方法，减少生物陶瓷材料在制备过程中的 环境污染。
将具有特定性质的离子注入到陶瓷表 面，以改善其表面性能。
表面处理
通过物理或化学方法改变陶瓷表面的 形貌、结构和化学组成，以提高其生 物相容性和功能性。
研究生物陶瓷材料的循环利用技术，使其在报废后能够得到有效的回收和再利 用，从而实现资源的可持续利用。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
膜和血管。
生殖系统领域
用于制作人工尿道、子宫颈等 ，替代病变或缺失的生殖器官
。
02 生物陶瓷材料的制备工艺
粉末制备
01
02
03
固相法
通过高温熔融、化学反应 或电化学反应将原料转化 为粉末。
气相法
利用物理或化学方法将气 体冷凝或化学反应生成固 体粉末。
液相法
通过沉淀、结晶或溶胶-凝 胶法将溶液中的原料转化 为固体粉末。
加工性能优良
具有良好的加工性能， 可根据需要加工成各种
形状和尺寸的制品。
生物陶瓷材料的应用领域
01
02
03
04
牙科领域
用于制作牙种植体、牙冠、牙 桥等，替代病变或缺失的牙齿
。
骨科领域
用于制作人工关节、骨板、骨 钉等，替代病变或缺失的骨骼
。
心血管领域
用于制作人工心脏瓣膜、血管 等，替代病变或缺失的心脏瓣
通过优化生产工艺和降低原料成本， 可以降低生物陶瓷材料的生产成本， 使其在更多领域得到广泛应用。
推广应用
加强生物陶瓷材料的宣传和推广，提 高其在医疗、环保、能源等领域的应 用比例，使其成为支撑社会可持续发 展的重要材料。
环保与可持续发展
绿色生产工艺
采用环保的生产工艺和低能耗的制备方法，减少生物陶瓷材料在制备过程中的 环境污染。
将具有特定性质的离子注入到陶瓷表 面，以改善其表面性能。
表面处理
通过物理或化学方法改变陶瓷表面的 形貌、结构和化学组成，以提高其生 物相容性和功能性。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
伤区与正常组织的界缘十分清楚，这是由于激光脉冲时程
短，生物组织的导热性差，瞬间放热来不及扩散到受照射
部位以外的缘故。辐照后，由于继发变化，如炎症、出血、 再生等，会使原初清楚的损伤界缘逐渐变得模糊。
压力效应
• 普通光的光压是微不足道的，然而聚焦 激光束焦点上的能量密度达到 10(兆瓦/厘 米时带来的压力约为40克/厘米，这将给生 物组织造成相当可观的一次压力作用。聚 焦激光束焦点上的能量，在短时间转换成 热能,同时伴随有受照射面上物质的蒸发,组 织热膨胀和组织液从液相到气相的相变等 现象。这些物理变化产生的压力作用，称 为二次压力作用。由这种作用产生的冲击 波是激光致伤的另一原因。
热效应
• 可见和红外光谱区的长脉冲（脉冲宽为 毫秒级）及连续波激光,作用于生物组织时, 引起生物物质变化的主要机制是产热。生 物组织吸收激光辐射后，温度升高；当组 织中温度超过45°C，并且持续时间超过1 分钟时，就会引起细胞蛋白质变性，使细 胞损伤。热效应与曝光范围和持续时间关 系密切。
• 亨利克斯和莫里茨的研究，给出了激光辐照引起组织破坏 的时间-温度关系曲线(见图[激光辐照引起组织破坏的时间 -温度关系曲线])。辐照时间和受照部位温升按指数函数变 化。短时、高温和长时、低温都可造成组织破坏。如果曝 光持续时间短于 1秒，温度即使升高到70°C，组织依然 可以耐受。若曝光持续时间超过 10秒，温升只到58°C, 组织就会破坏。热效应是激光致伤的最重要因素。激光损
（二）生物活性陶瓷包括表面生物活性陶瓷和生物 吸收性陶瓷（生物降解陶瓷）。生物表面活性陶瓷 通常含有羟基, 还可做成多孔性, 生物组织可长入并 同其表面发生牢固的键合；生物吸收性陶瓷的特点 是能部分吸收或者全部吸收, 在生物体内能诱发新 生骨的生长。生物活性陶瓷有生物活性玻璃、 羟 基磷灰石陶瓷、 磷酸三钙陶瓷等几种。主要用于 骨组织的修复。
[4] 张恩党. TCP 陶瓷生物降解过程研究. 武汉 工业大学学报 ,1991 ,20 ( 4) : 39～43
谢谢！Biblioteka 激光EMC LAB
激光
• 激光是20世纪以来，继原子能、计算机、 半导体之后，人类的又一重大发明，被称 为“最快的刀”
激光生物学效应
• 激光的生物学效应，biological effects of laser。激光作用于生物组织后产生热、压 力、光化和电磁场等的现象。激光是一种 电磁波，具有平行性好、强度高、单色性 和相干性好等特点。激光的生物学效应与 其波长、强度和生物组织受照射部位对激 光的反射、吸收及热传导特性等因素有关。 生物组织内的天然色素颗粒，对近紫外、 可见光和近红外光谱区的激光有选择吸收 作用。
图5 植入生物陶瓷的生物切片显微图像
适用于因炎症或者 外伤等病症引起的 听小骨缺损，畸形 的患者做听小骨置 换手术
图6 HA生物陶瓷听小骨置换体
(3) 磷酸三钙
目前广泛应用的生物降解陶瓷为β-磷酸三钙( 简称β- TCP),βTCP 的最大优势就是生物相容性好, 植入机体后与骨直接融合, 无 任何局部炎性反应及全身毒副作用。磷酸钙陶瓷更类似于人骨和 天然牙的性质和结构在生物体内，羟基磷灰石的溶解是无害的， 并且依靠从体液中补充Ca 和PO4 离子等形成新骨，可在骨骼接合 界面产生分解、吸收和析出等反应，实现牢固结合。
图7 β - 磷酸三钙 对骨骼修复图
5.生物陶瓷存在的问题和发展前景
(1) 提高现有生物陶瓷的强度和改善韧性
(2) 深入研究种植体与骨界面的作用过程以及 种植体与骨和软组织结合的机理, 这对了解腐蚀、 疲劳过程, 摸索预防和控制的途径有重要意义。
(3) 提高非活性材料与生物的亲和作用及活 性材料的强度。
生物陶瓷材料
主要内容
1.生物陶瓷的概述 2.生物陶瓷发展历程 3.生物陶瓷的分类 4.典型的生物陶瓷材料 5.生物陶瓷需要解决的问题
1.生物陶瓷的概述
生物陶瓷（Bioceramies）是指用作特定的生物或生理功能 的一类陶瓷材料，即直接用于人体或与人体相关的生物、医用、 生物化学等的一类材料。广义讲，凡是与生物工程相关的陶瓷 材料统称为生物陶瓷。
（2）羟基磷灰石陶瓷
羟基磷灰石 ( hydroxyapatite, 简称HA或HAP )组成与天然磷灰石矿 物相近, 是脊椎动物骨和齿的主要无机成分, 结构亦非常接近, 呈片状 微晶状态。它作为骨代替物被用于骨移植。HA 有良好的生物相容性, 植入体内安全。
可见肌组织紧紧包裹住复 合陶瓷材料表面，两者界 面接触紧密,复合生物陶瓷 周围为一层薄薄的纤维组 织包绕 肌组织细胞结构 正常，未见淋巴细胞 ,巨 噬细胞浸润 ,亦未见肌组 织细胞溶解、坏死迹象 , 即无排斥及毒性反应 ,具 有较好的生物相容性 。
做为生物陶瓷材料，需具备如下条件：生物相容性、力学 相容性，与生物组织有优异的亲和性、抗血栓、灭菌性，并 具有很好的物理、化学稳定性。
(1) 碳质材料
图1 全热解碳双叶瓣人工心脏瓣膜
弹性模量为 20GPa 抗弯强度高达 275-620MPa 韧性好
（2） 氧化铝陶瓷
单晶氧化铝 是一种新型生物陶瓷，c 轴方向具有相当高 的抗弯强度,耐磨性能好, 耐热性好, 可以直接与骨固定。已被 用作人工骨、牙根、关节、螺栓。并且该螺栓不生锈,也不会 溶解出有害离子, 与金属螺栓不同, 勿需取出体外。
（1）生物活性玻璃陶瓷
主要采用溶胶- 凝胶法制备, 采用该方法制备的材料具有特殊的 化学组成, 纳米团簇结构和微孔, 因而比表面积较大, 生物活性比其 他生物玻璃及微晶玻璃更好。由于溶胶 - 凝胶法制备的材料纯度好、 均匀性高、生物活性好和比表面积大等特点, 具有更好的研究及应 用价值, 特别是生物活性玻璃多孔材料在用作骨组织工程支架方面 具有很好的前景。
6. 参考文献
[1] 张艳丽. 生物陶瓷材料及其发展动态 . 中国陶瓷， 2007,43（3）：14
[2] 曾绍先. 医用生物陶瓷及临床应用. 化学进展, 1997 , 9 ( 1) : 90
[3] 崔福斋，郭牧遥. 生物陶瓷材料的应用及其发展前 景. 药物分析杂志. 2010,30(7):1343
短，生物组织的导热性差，瞬间放热来不及扩散到受照射
部位以外的缘故。辐照后，由于继发变化，如炎症、出血、 再生等，会使原初清楚的损伤界缘逐渐变得模糊。
压力效应
• 普通光的光压是微不足道的，然而聚焦 激光束焦点上的能量密度达到 10(兆瓦/厘 米时带来的压力约为40克/厘米，这将给生 物组织造成相当可观的一次压力作用。聚 焦激光束焦点上的能量，在短时间转换成 热能,同时伴随有受照射面上物质的蒸发,组 织热膨胀和组织液从液相到气相的相变等 现象。这些物理变化产生的压力作用，称 为二次压力作用。由这种作用产生的冲击 波是激光致伤的另一原因。
热效应
• 可见和红外光谱区的长脉冲（脉冲宽为 毫秒级）及连续波激光,作用于生物组织时, 引起生物物质变化的主要机制是产热。生 物组织吸收激光辐射后，温度升高；当组 织中温度超过45°C，并且持续时间超过1 分钟时，就会引起细胞蛋白质变性，使细 胞损伤。热效应与曝光范围和持续时间关 系密切。
• 亨利克斯和莫里茨的研究，给出了激光辐照引起组织破坏 的时间-温度关系曲线(见图[激光辐照引起组织破坏的时间 -温度关系曲线])。辐照时间和受照部位温升按指数函数变 化。短时、高温和长时、低温都可造成组织破坏。如果曝 光持续时间短于 1秒，温度即使升高到70°C，组织依然 可以耐受。若曝光持续时间超过 10秒，温升只到58°C, 组织就会破坏。热效应是激光致伤的最重要因素。激光损
（二）生物活性陶瓷包括表面生物活性陶瓷和生物 吸收性陶瓷（生物降解陶瓷）。生物表面活性陶瓷 通常含有羟基, 还可做成多孔性, 生物组织可长入并 同其表面发生牢固的键合；生物吸收性陶瓷的特点 是能部分吸收或者全部吸收, 在生物体内能诱发新 生骨的生长。生物活性陶瓷有生物活性玻璃、 羟 基磷灰石陶瓷、 磷酸三钙陶瓷等几种。主要用于 骨组织的修复。
[4] 张恩党. TCP 陶瓷生物降解过程研究. 武汉 工业大学学报 ,1991 ,20 ( 4) : 39～43
谢谢！Biblioteka 激光EMC LAB
激光
• 激光是20世纪以来，继原子能、计算机、 半导体之后，人类的又一重大发明，被称 为“最快的刀”
激光生物学效应
• 激光的生物学效应，biological effects of laser。激光作用于生物组织后产生热、压 力、光化和电磁场等的现象。激光是一种 电磁波，具有平行性好、强度高、单色性 和相干性好等特点。激光的生物学效应与 其波长、强度和生物组织受照射部位对激 光的反射、吸收及热传导特性等因素有关。 生物组织内的天然色素颗粒，对近紫外、 可见光和近红外光谱区的激光有选择吸收 作用。
图5 植入生物陶瓷的生物切片显微图像
适用于因炎症或者 外伤等病症引起的 听小骨缺损，畸形 的患者做听小骨置 换手术
图6 HA生物陶瓷听小骨置换体
(3) 磷酸三钙
目前广泛应用的生物降解陶瓷为β-磷酸三钙( 简称β- TCP),βTCP 的最大优势就是生物相容性好, 植入机体后与骨直接融合, 无 任何局部炎性反应及全身毒副作用。磷酸钙陶瓷更类似于人骨和 天然牙的性质和结构在生物体内，羟基磷灰石的溶解是无害的， 并且依靠从体液中补充Ca 和PO4 离子等形成新骨，可在骨骼接合 界面产生分解、吸收和析出等反应，实现牢固结合。
图7 β - 磷酸三钙 对骨骼修复图
5.生物陶瓷存在的问题和发展前景
(1) 提高现有生物陶瓷的强度和改善韧性
(2) 深入研究种植体与骨界面的作用过程以及 种植体与骨和软组织结合的机理, 这对了解腐蚀、 疲劳过程, 摸索预防和控制的途径有重要意义。
(3) 提高非活性材料与生物的亲和作用及活 性材料的强度。
生物陶瓷材料
主要内容
1.生物陶瓷的概述 2.生物陶瓷发展历程 3.生物陶瓷的分类 4.典型的生物陶瓷材料 5.生物陶瓷需要解决的问题
1.生物陶瓷的概述
生物陶瓷（Bioceramies）是指用作特定的生物或生理功能 的一类陶瓷材料，即直接用于人体或与人体相关的生物、医用、 生物化学等的一类材料。广义讲，凡是与生物工程相关的陶瓷 材料统称为生物陶瓷。
（2）羟基磷灰石陶瓷
羟基磷灰石 ( hydroxyapatite, 简称HA或HAP )组成与天然磷灰石矿 物相近, 是脊椎动物骨和齿的主要无机成分, 结构亦非常接近, 呈片状 微晶状态。它作为骨代替物被用于骨移植。HA 有良好的生物相容性, 植入体内安全。
可见肌组织紧紧包裹住复 合陶瓷材料表面，两者界 面接触紧密,复合生物陶瓷 周围为一层薄薄的纤维组 织包绕 肌组织细胞结构 正常，未见淋巴细胞 ,巨 噬细胞浸润 ,亦未见肌组 织细胞溶解、坏死迹象 , 即无排斥及毒性反应 ,具 有较好的生物相容性 。
做为生物陶瓷材料，需具备如下条件：生物相容性、力学 相容性，与生物组织有优异的亲和性、抗血栓、灭菌性，并 具有很好的物理、化学稳定性。
(1) 碳质材料
图1 全热解碳双叶瓣人工心脏瓣膜
弹性模量为 20GPa 抗弯强度高达 275-620MPa 韧性好
（2） 氧化铝陶瓷
单晶氧化铝 是一种新型生物陶瓷，c 轴方向具有相当高 的抗弯强度,耐磨性能好, 耐热性好, 可以直接与骨固定。已被 用作人工骨、牙根、关节、螺栓。并且该螺栓不生锈,也不会 溶解出有害离子, 与金属螺栓不同, 勿需取出体外。
（1）生物活性玻璃陶瓷
主要采用溶胶- 凝胶法制备, 采用该方法制备的材料具有特殊的 化学组成, 纳米团簇结构和微孔, 因而比表面积较大, 生物活性比其 他生物玻璃及微晶玻璃更好。由于溶胶 - 凝胶法制备的材料纯度好、 均匀性高、生物活性好和比表面积大等特点, 具有更好的研究及应 用价值, 特别是生物活性玻璃多孔材料在用作骨组织工程支架方面 具有很好的前景。
6. 参考文献
[1] 张艳丽. 生物陶瓷材料及其发展动态 . 中国陶瓷， 2007,43（3）：14
[2] 曾绍先. 医用生物陶瓷及临床应用. 化学进展, 1997 , 9 ( 1) : 90
[3] 崔福斋，郭牧遥. 生物陶瓷材料的应用及其发展前 景. 药物分析杂志. 2010,30(7):1343