生物陶瓷
生物陶瓷
作为生物陶瓷材料性能
生物陶瓷除用于测量、诊断、治疗外，主要是用 作生物硬组织的代用材料。可应用在骨科、整形 外科、口腔外科、心血管外科、眼科、耳鼻喉科 及普通外科等各个方面。由于它主要用于特殊修 复功能或用于人工器官，因而要求生物陶瓷必须 具备一系列优良性能：
①对人体无害(无毒性、无组织刺激、无致癌作用、 无血栓形成等)； （生物学条件）
（2）显微结构
氧化铝瓷显微结构由取向各异的氧化铝晶粒通过晶界集 合而成。
晶粒是多晶体中无一定几何外形的小单晶，是陶瓷多晶 材料中晶相存在形式和组成单元。
每一种晶体按自己结晶习性，长成有规则的几何多面 体。晶体的形态随晶体生长时物理化学条件和外界环境的 不同而变化。
在较好的环境下自由生长，晶体就能按自己的结晶习性 发育成自形晶体。当生长环境较差或生长时受到抑制，就 会形成半自形晶和他形晶。
作为生物陶瓷材料应具பைடு நூலகம்如下功能
代替人体内有病的或损伤的部分； 作为人体先天性缺损部分的代用品； 有助于人体内组织的恢复。
生物陶瓷材料按用途分类
①人工骨或人造关节； ②运动系统的人工脏器(如心脏瓣膜)材料； ③形态修复和整形外科材料； ④人造牙根和假牙； ⑤人工肝脏内的吸附材料(活性碳)； ⑥固定酶载体(多孔玻璃)； ⑦诊断仪器的温度，气体、离子传感器等材
显微结构--晶界
另外，晶界上质点排列不规则，质点分布疏密不均，因而 形成微观的晶界应力。对于单相多晶材料，由于晶粒的取 向不同，相邻晶粒在某同一方向上的热膨胀系数、弹性模 量等均不相同；对于多相多晶体，各相间更有性能上的差 异；对于固溶体，各晶粒间化学组成上的波动也会在晶界 上产生很大的晶界应力。晶粒愈大，晶界应力愈大。这种 晶界应力甚至可以使大晶粒出现穿晶断裂，这可能就是粗 晶结构的陶瓷材料机械强度较差的一个原因。
生物陶瓷
4、需要外科医生、口腔医生紧 密合作。
5、深入研究种植与骨界面的作 用过程以及种植与骨和软组织结 合的机理
6、在移植陶瓷应用范围不断扩 大基础上, 人造血管和人造气管 等软组织材料的应用
生物陶瓷应用与发展前景
随着社会的进步，人类已不再满足简单模仿人体器官的形状， 而是追求功能尽善尽美的新型材料。生物陶瓷已成为当今医 学领域一个不可缺少的重要部分。目前, 材料科学界已经在 这一方面进行了很多的研究。随着现代科学的飞速发展，技 术上的改进不断完善,生物陶瓷的制备方法也越来越向着可行 性发展。多种C a- P陶瓷与有机材料复合作为骨组织工程支 架材料在临床试验中，如TCP+ 胶原,纳米晶HA + 胶原, TCP+ 富血小板血浆等。形状记忆合金制备，有自膨胀和球 囊扩张式两类。主要用于晚期恶性肿瘤引起的胆道狭理想的 生物医用材料应该是对人体无毒性、无致敏性、无刺激性、 无遗传毒性和无致癌性等不良反应。因此，了解生物医用材 料对人体的生物学反应就显得至关重要。这些反应主要包括 组织反应、血液反应及免疫反应。 通过不断的研究开发，生物陶瓷更多的优良性能将被开发并 应用。总之生物陶瓷有着很大的研究空间和广阔的发展前景。
脊柱侧弯，后路矫正加生物陶瓷植入脊柱融合。 上海第二军医大学、长征医院骨科
3）陶瓷容易成型，可根据需要制成各种形态和尺寸
4）后加工方便。
5）易于着色。如陶瓷牙冠与天然牙逼真，利于整容、美容。
1、提高现有生物陶瓷的可靠性, 提高其强度, 降低杨氏模量, 改 善韧性, 最有希望的途径是研制 复合材料, 如金属一陶瓷复合, 陶瓷纤维增强生物陶瓷, 聚合物 一陶瓷复合, 骨胶原一生物陶瓷 复合等。 2、非活性生物陶瓷的强度较高, 但与生物无亲和作用，但陶瓷活 性生物陶瓷具有亲和作用, 可与 生物体长在一起, 但强度较低如 磷酸钙陶瓷。在非活性陶瓷上涂 敷活性生物陶瓷, 使之兼具两者 优点 3、开展人工骨应用基础理论研 究, 建立和完善材料综合评判系 统
《生物医用陶瓷》课件
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
生物陶瓷
2014-5-12
三、生物陶瓷材料的分类
2.生物工艺陶瓷 一般是多孔结构，孔径均匀，不易被细菌 侵入，强度高、材质坚硬，多用作固定化酶载体
Hale Waihona Puke 这类陶瓷根据烧制时温度不同可控制其 孔径大小，发挥不同功能。主要有氧化 铝二氧化钛等。
生物陶瓷变色膜 应用生物陶瓷远红外线系列产 品
四、陶瓷材料的优缺点
优点： （1）在体内稳定，和人体的相容性好 。 （2）易于加工着色，使用方便且美观大方。 （3） 可根据实用设计，控制性能的变化
1 2
3
生物陶瓷材料的定义 生物陶瓷材料的发展史 生物陶瓷材料的分类及结构 生物陶瓷材料的优缺点
4 5
生物陶瓷材料的发展前景
一、生物陶瓷材料的定义
生物陶瓷：指与生物体或生物化学有关 的新型陶瓷。
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、生物化学等的陶瓷 材料。 广义讲，凡属生物 工程的陶瓷材料统称为 生物陶瓷。
三、生物陶瓷材料的分类
按功能分类
1、植入陶瓷材料 主要是指化学性能稳定，生物相溶性好的陶瓷材料 例如：人造牙，人造心脏瓣膜
这类陶瓷材料的结构都比较稳定，分子中的键力 较强，而且都具有较高的机械强度，耐磨性以及化 学稳定性，它主要有氧化铝陶瓷、单晶陶瓷、氧化 锆陶瓷、玻璃陶瓷等。
氧化铝陶瓷的结构
氧化铝表面氧原子能捕获水分子而产生极现象，使其 表面呈强极性，易被组织液浸湿，故而氧化铝陶瓷 具有良好的生物相容性。
缺点 ：生物的相容性及韧性上仍有不足
2014-5-12
生物陶瓷的发展前景
（1）人工陶瓷关节。 （2）骨骼填充陶瓷材料。
（3）临床可以成形的人工骨。
生物陶瓷
其他磷酸钙陶瓷
锌-钙-磷氧化物陶瓷 硫酸锌-磷酸钙陶瓷 磷酸铝钙陶瓷 铁-钙-磷氧化物陶瓷等
三、复合生物陶瓷材料
复合生物陶瓷是指生物用复相陶瓷的总称。 由多种组分构成，含有多相的生物用陶瓷 材料。 复合生物陶瓷材料具有较好的力学性能、 化学稳定性和生物相容性。 现在国外已制备出含有ZrO2 的纳米羟基 磷灰石复合材料，其综合性能可达到甚至 超过致密骨骼的相应性能。另外，通过调 节ZrO2 与HA 含量，可使其具有优良的 生物相容性。
应用
氧化铝陶瓷是１９６３年由Ｓｍｉｔｈ 用作矫形材料，自此以后在床上逐渐推 广用于人造骨、人造关节的制作，也可 用于人造齿根。
单晶氧化铝
氧化铝单晶有许多特性，如机械强度、 硬度、耐腐蚀性都优于多晶氧化铝陶瓷 ，其生物相溶性、安定性、耐磨性也优 于多晶氧化铝陶瓷。
单晶氧化铝的应用
它可以作为损伤骨的固定材料，主要用 于制作人工骨螺钉，比用金属材料制成 的人工骨螺钉强度高。可以加工成各种 齿用的尺寸小、强度大的牙根，由于氧 化铝单晶与人体蛋白质有良好的亲合性 能，结合力强，因此有利于牙龈粘膜与 异齿材料的附着。 不足之处在于加工困难
ＨＡ－聚乳酸 磷酸钙陶瓷粉末-PMMA
涂层生物陶瓷材料
在诸多生物骨科材料中，生物陶瓷涂层材料由 于将金属基材优良的机械性能和生物陶瓷涂层 良好的生物学性能结合在一起，成为临床上广 泛应用的生物骨科材料之一。作为生物陶瓷涂 层材料的基体以钛及其合金应用最为广泛。 制备生物陶瓷涂层的方法主要有：热喷涂、物 理气相沉积、化学气相沉积、溶胶- 凝胶法、 电化学、水热反应、玻璃粘附烧结和高分子复 合树脂粘结剂法等。此外，还有金属表面改性， 如氮化、碳化以及熔烧、电镀等工艺技术等。
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。
2024年生物陶瓷市场前景分析
2024年生物陶瓷市场前景分析1. 引言生物陶瓷是一种具有生物相容性和生物活性的陶瓷材料，广泛应用于医疗领域，用于修复和替代骨骼组织。
随着人口老龄化趋势加剧和健康意识的提高，生物陶瓷市场面临着巨大的发展机遇。
本文将对生物陶瓷市场前景进行分析，并探讨其可能的发展趋势。
2. 生物陶瓷市场现状当前，生物陶瓷市场已经呈现出快速增长的趋势。
其主要应用领域包括骨修复、关节置换和牙科修复等。
骨修复是最主要的市场应用，包括骨缺损修复和骨外科手术中的骨替代。
关节置换市场也在稳步增长，随着关节疾病的增加以及人们对于生活质量的要求提高，关节置换手术越来越常见。
3. 2024年生物陶瓷市场前景分析3.1 技术发展趋势随着科技的不断进步，生物陶瓷的制备技术和性能不断提升。
目前，主要的生物陶瓷制备技术包括烧结法、溶胶-凝胶法和电化学沉积法等。
未来，随着纳米材料技术和3D打印技术的不断成熟，生物陶瓷的制备工艺将更加精细化，材料性能也将进一步提高。
3.2 市场需求增长趋势随着全球人口老龄化程度的加剧，骨骼疾病和关节疾病的患病率也在不断增加。
同时，人们对于健康生活的追求不断提升。
这些因素将推动生物陶瓷市场的需求增长。
此外，不同国家和地区的医疗保障制度改革也将为生物陶瓷市场提供更多机遇。
3.3 医疗机构合作趋势生物陶瓷市场的发展依赖于医疗机构的支持和推广。
目前，一些大型医疗机构已经开始与生物陶瓷制造商合作，开展临床研究和试验。
这种合作将更加深入，未来可能出现更多医疗机构与生物陶瓷制造商的合作项目，以提高生物陶瓷的临床应用。
3.4 竞争格局生物陶瓷市场存在着一定的竞争格局，国际大型医疗器械公司占据市场主导地位。
然而，随着国内医疗器械企业的不断发展壮大，竞争将进一步激烈化。
在技术创新和产品质量等方面，国内企业将逐渐具备与国际巨头竞争的实力。
4. 结论生物陶瓷市场面临着巨大的发展机遇。
随着人口老龄化趋势和健康意识的提高，生物陶瓷的需求将不断增长。
生物陶瓷的分类及应用
生物陶瓷的分类及应用生物陶瓷是指由生物性材料经过特殊处理和加工制成的陶瓷材料。
生物陶瓷的分类主要从原料、制备方法和应用领域等方面进行划分。
一、按原料分类：1. 钙磷类生物陶瓷：主要包括羟基磷灰石（HA）、β-三磷酸钙（β-TCP）、二钙磷酸盐（DCPA）、碳酸钙（CaCO3）等。
应用：被广泛应用于牙科修复材料、骨修复材料等。
2. 钙硅磷类生物陶瓷：主要包括硅酸钙（CS）、硅酸镁钙（CMS）、硅酸三钙（C3S）等。
应用：用于生物活性玻璃、人工骨块、骨水泥等。
3. 钛类生物陶瓷：主要包括氢氧化钛（HAP）、Ti6Al4V合金（钛合金）等。
应用：广泛用于人工关节、牙科种植材料等。
4. 氧化锆生物陶瓷：主要是氧化锆（ZrO2）。
应用：常用于牙科修复中的全瓷冠、全瓷桥、种植体修复等。
二、按制备方法分类：1. 生物矿化法：通过溶液中有机物与无机盐相互作用，进行生物矿化反应制备生物陶瓷。
优点：较为简便、成本较低。
应用：主要应用于羟基磷灰石陶瓷的制备。
2. 生物可降解聚合物复合法：将无机陶瓷与可降解聚合物复合制备生物复合陶瓷。
优点：能够降解，与组织成分更相似，促进骨骼再生。
应用：用于骨修复材料等。
3. 生物材料离子交换法：通过离子交换反应制备生物陶瓷。
优点：可以通过控制交换反应的时间和条件调控材料的生物活性。
应用：用于骨填充、骨修复材料等。
4. 仿生法：通过模仿生物体内的形态、结构、组成等制备生物陶瓷。
优点：能够更好地模仿生物体组织，具有更好的生物相容性。
应用：主要用于人工关节、牙科修复材料等。
三、按应用领域分类：1. 医疗领域：生物陶瓷作为生物医用材料的一种，广泛应用于骨修复、关节置换、牙科种植等领域。
2. 生物传感领域：生物陶瓷的表面结构可以调控，能够实现对生物体内信号和物质的检测与传递，用于生物传感装置的制备。
3. 环境修复领域：生物陶瓷具有孔隙结构，具有一定的吸附和催化作用，可以应用于水处理、废气净化等环境修复领域。
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吸收性生物陶瓷的特点： •其溶解作用可由正常的新陈代谢过程控制。 •能在合适的时间内完成特定的功能要求。 •其吸收过程不会显著地妨碍被正常的健康组织所取代的过程。
可吸收生物陶瓷植入体后的降解过程 材料先被体液溶解和组织吸收，解体成小颗粒， 然后这些小颗粒不断被吞噬细胞所吞噬
具体机制
A 生物化学溶解
H A P应用
人造齿根：成功率＞95% 人造颌骨：HAP多孔体 人造鼻软骨 皮肤内移植 骨填充材料 牙膏添加剂 人工中耳通气管材料 金属种植体涂层
羟基磷灰石生物陶瓷
羟基磷灰石涂层钛基牙种植体 是一种安全、方便的听小骨缺 损替代品，适用于因炎症(如慢 性化脓性中耳炎)或外伤等病症 造成听小骨缺损、畸形的患者 作听小骨置换手术。
1 磷酸钙骨水泥人工骨(CPC)
磷酸钙骨水泥经过不同的制备, 将其植入 动物模型体内, 进行了细胞毒性、短期肌 肉内植入、骨缺损修复等实验, 证明其具 有良好的生物相容性和成骨效果, 有一定 空间结构及机械强度和生物降解性, 安全 无毒, 并可作为细胞因子、抗菌素等的理 想载体。
2
自固化磷酸钙人工骨
主要包括：羟基磷灰石陶瓷及生物活性玻璃等磷 酸盐材料。
生物活性陶瓷（钙-磷生物陶瓷）
羟基磷灰石（hydroxyapatite,简称HAP） 分子式是Ca10(PO4)6(OH)2 体积质量为3.16g/cm3，性脆 微溶于水，水溶液呈弱碱性pH(7-9）,易溶于酸，难 溶于碱 HAP是强离子交换剂 HAP是人体骨和牙齿的重要组成部分，人骨成份中 HAP的质量分数约为65%，人的牙齿釉质中HAP的质量 分数刚在95%以上，具有优秀的生物相容性
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(二)碳素材料(玻璃碳材、热解碳、低温气相沉积碳)
优点： 质轻且具有良好的润滑性和抗疲劳特性； 弹性模量和致密度与人骨大致相同； 生物相容性好，特别是抗凝血性佳，与血细胞中的 元素相容性极好，不影响血浆中的蛋白质和酶 的活性。在人体内不发生反应和溶解，生物亲和 性良好， 耐蚀，对人体组织的力学刺激小。
如：磷酸三钙等。
一、惰性生物陶瓷材料
(一)氧化铝陶瓷 优点：生物相容性良好，在人体内稳定性高，机械 强度较大。
缺点： 1、与骨不发生化学结合，长时间后与骨的固定会发生松弛； 2、杨氏模量过高(380GPa)； 3、摩擦系数、磨耗速度较大。
致密的氧化铝生物陶瓷与机体之间会 形成一种形态性结合，即依靠组织长 入材料表面凹凸不平而实现机械锁合
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生物活性玻璃
特点：
唯一能与硬组织和软组织发生键合的材料
生物活性优良 可降解 可促进细胞增殖和基因表达
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生物活性玻璃
组成：CaO-SiO2-P2O5-Na2O（K, Mg, Zn, B, F） 结构：主要是Si-O四面体和 P-O四面体形成网络框架；一、 二价离子嵌于网络之间；三、 四、五价离子可能嵌于网络之 间，也可能参于网络构建
动物实验和临床应用都证实自固化磷酸钙
人工骨具有良好的生物相容性和骨传导作
用, 能保持一定的刚度和强度。其生物降
解效应有利于骨组织的改建和塑型, 是目
前较为理想的骨移植材料, 具有良好的临
床应有用前景。
3 携载重组人骨形态发生蛋白2 ( rhBMp2) 微球的新型复合人工骨 采用复乳酸溶剂挥发方法制备携载重组人 骨形态发生蛋白2 的聚乳酸与聚( 乳酸-羟 基乙酸) 共聚物(PLGA) 微球, 并将其与 rhBMP-2/磷酸钙骨水泥(CPC)复合, 制备出 携载重组人骨形态发生蛋白2 微球的新型 复合人工骨。
缺点
碳/碳复合材料为生物惰性材料,表面疏水,与骨组 织表面仅仅是机械结合,不具有传导或诱导骨组织 再生功能,界面形成需要周期长。而且研究发现, 未经任何处理的碳/碳复合材料直接植入后在界面 处会因摩擦使部分碳粉脱落,产生一些碳碎片。
解决方法
为保证植入体的稳定性,使其能与骨组织化学键合 和加快新骨组织的生长,避免对人体产生某些未知 的影响,减少摩擦碳碎片的产生和污染周围组织, 可在其表面构筑生物活性涂层。因此,充分利用碳 /碳复合材料的生物相容性,赋予其生物活性,成为 研制新一代骨修复或替代材料的发展趋势。
HAP陶瓷与骨形成键合的表现
在光学显微镜下，新骨和HAP植入体在界面上无直接接 触，其间无纤维组织存在 HAP植入体和骨界面的结合强度等于甚至超过植入体或 骨自身的结合强度
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2、生物活性玻璃(生物活性微晶玻璃)： 是含有磷灰石微晶相的陶瓷材料。 Na2O-CaO-SiO2-P2O5系列玻璃能与自然骨形成化 学键结合，这是首次发现人造材料能与自然骨形成 键结合。
二、表面活性生物陶瓷
这类生物陶瓷的表面可与生理环境发生选择 性的化学反应，所形成的界面能保护移植物并防 止降解，它们的化学成分与骨头等相似，具有良 好的化学亲和性。 特点：生物相容性优良，能与骨形成骨性结合界 面，结合强度高，稳定性好，植入骨内具有诱导 细胞生长的趋势，逐步参与代谢，甚至完全与生 物体骨和齿结合成一体
后, 与单纯rhBMP-2/ 磷酸钙骨水泥材料相
比有较高的可降解性和成骨活性。
Thanks for your attention
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通过体内、体外实验研究证实, 携载
rhBMP-2/PLGA 微球/ 磷酸钙骨水泥新型复
合人工骨具有良好的生物相容性和活性因
子缓种功能; 而且载有重组人骨形态发生
蛋白- 2 的聚( 乳酸- 羟基乙酸) 共聚物
微球的掺入可提高rhBMP-2/磷酸钙骨水泥
材料rhBMP-2 的体外释放速度; 植入体内
二维生物活性玻璃结构图
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生物活性玻璃的活性机制
1.玻璃中Na+与K+等与溶液中的H+以及H2O+迅速交换
2. Si-O-Si键被溶解打断，在界面处形成Si-OH
3. Si-OH的聚合反应在玻璃表面形成一富Si-O的多孔的胶体层
4. 来源于玻璃或溶液中的Ca2+和PO43-，在富SiO2胶体层上聚集形成 CaO-P2O5无定形相层 5. 随着OH-、CO32-、HPO42-从溶液中引进，CaO-P2O5无定形相层转变成羟 基磷灰石
生物医用陶瓷
Biomedical ceramic
罗凯
在生物体内与组织几乎不发生反应 惰性生物陶瓷： 或反应很小。 如：氧化铝陶瓷、碳、氧化锆 陶瓷、氮化硅陶瓷等。
生物 陶瓷
活性生物陶瓷： 在生理环境下与组织界面发生作用，
形成化学键结合。 如：羟基磷灰石等陶瓷及生物活性玻 璃，生物活性微晶玻璃。
可被吸收的生 在生物体内可被逐渐降解，被骨组 物降解陶瓷： 织吸收，是一种骨的重建材料。
6. HCA层内生物部分的吸附
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生物活性玻璃
制备方法：熔融法（致密，活性依赖于组成）； 溶胶凝 胶法（ 多孔，活性高，活性与降解性由组成与结构共同 决定）
Байду номын сангаас
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生物活性材料的本质： 通过磷灰石层与骨结合
HA生物陶瓷听小骨置换假体
人工合成的羟基磷灰石粉末具有优良 的生物相容性和生物活性,可用来制备各种 硬组织植入材料。然而,目前这类骨植入材料因强度 偏低,尤其是脆性太大尚难应用于人体承载部位。
提高羟基磷灰石陶瓷力学性能
三、可吸收生物陶瓷 ——生物降解材料
降解效应——植人人体后材料逐渐被吸收，同时新 生骨逐渐长入而替代之，该效应称为降解效应。 具有降解效应的陶瓷材料——可吸收生物陶瓷。 主要包括：硫酸钙、磷酸三钙、各种钙磷酸盐。 以β -磷酸三钙（β -TCP）及硫酸钙生物陶瓷为代表
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骨水泥
早期的硫酸钙骨水泥降解太快
晶型结构的改造
医用硫酸钙是半水硫酸钙 (CaSO4·1/2H2O，熟石膏)， 由含两个水分子的硫酸钙经 加热及特别处理(特殊制造方 法)而成，它的晶型结构均匀 ，整个材料降解速度均匀， 与水拌合后形成一种塑性体 ，这种塑性体经过一段时间 又变成具有一定机械强度的 固体。
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HAP陶瓷与骨键合的机制
HAP陶瓷植入骨内后由成骨细胞在其表面直接分化形成 骨基质，产生一个宽为3－5μm的无定形的电子密度带， 胶原纤维束长入此区域和细胞之间，骨盐结晶在这个无 定形带中发生 随着矿化的进行，无定形带缩小至0.05－0.2μm，HAP植 入体和骨的键合就是通过这个这个很窄的键合带实现的
是一种体液介导过程，溶解速率决定于多种因素，包括周围体液 成份和pH值，材料的比表面积，材料的相组成和结构，材料的 结晶度和杂质的种类及含量以及材料的溶度积等
B 物理解体
体液侵入陶瓷，导致烧结不完全而残留的微孔，使连接晶粒的 “细颈”溶解，从而解体为微粒的过程
C 生物因素
主要是细胞介导过程，如吞噬或迁移被解体的陶瓷微粒
多孔的氧化铝陶瓷，新生组织可长 入空隙内，会提高生物陶瓷与机体 组织之间的结合强度
用于关节修复，牙根种植，制作 骨折夹板与内固定器件，最适用 于人工关节头和臼等承受摩擦力 作用的部位
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措施：采用多孔氧化铝 把氧化铝陶瓷制成多孔质形态，使骨组织长入其空 隙而使植入体固定，保证植入物与骨头的良好结合 缺点： 降低了陶瓷的机械强度，多孔氧化铝陶瓷的强度随空 隙率的增加而急剧降低，只能用于不负重或负重低的部位 改善： 将金属与氧化铝复合， 在金属表面形成多孔性氧化铝薄层
在临床实践上，生物玻璃已成功地用于做听骨、胯 骨脊椎及骨的填充物。
生物玻璃是经特别设计的化学组成可诱发生物活性的含氧 化硅化合物 一般把原料粉末按成份要求配比混合均匀，将粉末在高温 炉内熔化，再将熔化的玻璃浇注成型（板，条，块等形 状），然后在适当温度进行退火处理，（消除应力），即 可得到玻璃 如将某些玻璃在适当的高温进行晶化处理，则玻璃中可析 出大量微小晶体（一般小于1nm）,这样的玻璃称为微晶玻 璃，结晶化玻璃或玻璃陶瓷