人工骨磷酸三钙生物陶瓷介绍课件
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《生物材料学》医用生物材料 ppt课件
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128
陶瓷材料的强度和断裂 陶瓷的结合键和晶体结构决定了陶瓷材料具有很高的抗压
强度，但抗拉强度和剪切强度却很低。
若设裂纹的长度为C，应力集中系数可根据Griffith公式得到：
c 2 C
r
式中，σ为垂直作用于此裂纹的平均应力；r为裂纹尖端处的曲
率半径；C为裂纹长度。由于裂纹尖端处的曲率半径很小。
5.1.5 其他医用金属材料
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第五章 生物医用材料
5.2 医用陶瓷材料
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图4-2 萤石的点阵结构
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图4-3 刚玉的点阵结构
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1.2 陶瓷的物理性能
• 陶瓷材料的机械性能
陶瓷材料的弹性变形 陶瓷材料的拉伸模量一般比金属的大得多，常相差数倍。
这主要是由于陶瓷材料由离子键和共价键组成有关。陶瓷材 料的弹性模量还与构成陶瓷材料的种类、分布比例、气孔率 和加工工艺等因素密切相关，尤其是陶瓷的工艺过程对陶瓷 材料的弹性模量有着很重要的影响。
等），考察材料的生物相容性。
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5
耐腐蚀性能要求
金属材料的主要缺点是腐蚀问题。
长期浸泡在含有有机酸、碱金属或碱土金属离 子（Na+、K+、Ca2+）、Cl-离子等构成的恒温 （37℃）电解质的环境中，加之蛋白质、酶和 细胞的作用，其环境非常复杂，会对金属材料 产生腐蚀，腐蚀的产物可能是离子、氧化物、 氯化物等。
生物陶瓷
料。
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。
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。
17-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与人体生物相容性好(生物组织亲和性好)； （生 物学条件） ③与周围的骨及其他组织结合性强； （生物学条件）
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的影响见表17.3所示。
17.2.1.3高纯氧化铝生物陶瓷的性能
氧化铝生物陶瓷常作为人工关节用于人体内，代替病变或因 外伤引起失去功能的关节、人工骨等。因此要求强度高，硬 度大，耐腐蚀、耐磨损、热膨胀系数要小，材质轻。 （1）机械强度 氧化铝陶瓷强度高的原因是由其微观结构所决定。晶粒愈小， 强度愈高。断裂强度与晶粒直径的关系表示为：
高纯氧化铝生物陶瓷的性能--耐腐蚀性
氧化铝生物陶瓷随着氧化铝含量的增加， 其耐腐蚀性能不断提高，可以耐强酸、强 碱的腐蚀。在耐化学腐蚀性能方面，氧化 铝陶瓷有着金属材料无可比拟的优越性。
高纯氧化铝生物陶瓷的性能--弹性模量
弹性模量（E）是一种重要的材料常数。是反映 原子间结合强度的一种指标。共价键、离子键结 合的晶体，结合力强，E值较大。而分子键结合 力弱，E较低。 常温下，当应力不太大时，其形变是简单的弹性 形变，应力与应变力之比为弹性模量。氧化铝生 物陶瓷的弹性模量E与其他生物相比数值较大。
（2）预烧
Al203有多种晶型，一般从900～1200℃。γ-Al2O3→α-Al2O3转 化，伴有约13%体积收缩。分解制备的Al2O3主要为γ-Al2O3晶 型，在酸、碱的作用下都会发生化学变化，并且这种晶型的 氧化铝很容易形成疏松多孔的聚集体，很难烧结致密。故必 须将γ-Al2O3加适量的硼酸等进行预烧，使之转化成α-Al2O3一 般在1300℃左右预烧。预烧可提高Al2O3原料稳定性，减少烧 成收缩，从而可避免产品因收缩过大而导致的开裂、变形。
人工骨修复材料 羟基磷灰石 磷酸三钙 骨形态蛋白
人工骨修复材料羟基磷灰石磷酸三钙骨形态蛋白文章标题：人工骨修复材料：探索羟基磷灰石、磷酸三钙和骨形态蛋白的应用与发展导言在医学领域，人工骨修复材料一直是备受关注的研究热点。
随着医学技术的不断进步和人们对健康的关注日益增强，对人工骨修复材料的需求也越来越大。
而羟基磷灰石、磷酸三钙和骨形态蛋白等材料因其优异的生物相容性和生物活性，成为当前研究和应用的热点之一。
本文将从深度和广度的角度，对这些人工骨修复材料进行全面探讨，并深入剖析其应用与发展。
一、羟基磷灰石的应用与发展1. 什么是羟基磷灰石羟基磷灰石是一种生物陶瓷材料，具有类似骨骼的化学成分和结构。
它在人工骨修复中起到了至关重要的作用。
2. 羟基磷灰石的优势羟基磷灰石具有优异的生物相容性和生物活性，能够促进骨细胞的生长和再生，有利于骨组织的修复和再生。
3. 羟基磷灰石的应用领域目前，羟基磷灰石已被广泛应用于骨科手术、牙科修复等领域，取得了显著的临床效果。
4. 羟基磷灰石的未来发展未来，随着生物技术和材料科学的不断进步，羟基磷灰石在人工骨修复领域的应用前景将更加广阔。
二、磷酸三钙的应用与发展1. 什么是磷酸三钙磷酸三钙是一种无机生物材料，能够与人体骨组织完美结合，成为人工骨修复材料的热门选择之一。
2. 磷酸三钙的优势磷酸三钙具有良好的生物相容性和降解性，对人体无害，同时还能刺激骨细胞的增生和成骨。
3. 磷酸三钙的应用领域磷酸三钙广泛应用于骨科、关节修复等领域，为临床治疗提供了有效的辅助。
4. 磷酸三钙的未来发展随着磷酸三钙材料制备技术的不断提升，其在人工骨修复领域的应用前景将更加广阔。
三、骨形态蛋白的应用与发展1. 什么是骨形态蛋白骨形态蛋白是一类能够诱导骨组织生长与修复的生物活性因子，对于人工骨修复具有重要的意义。
2. 骨形态蛋白的作用与机制骨形态蛋白能够促进间充质细胞向成骨细胞分化，从而促进骨生成和修复。
3. 骨形态蛋白的应用领域骨形态蛋白经过临床验证，已成功应用于髋关节、脊柱融合、骨折愈合等方面，取得了良好的疗效。
人工骨产品展示-20180307
载药材料设计参考。
Antartik Inject
50%的磷酸三钙和 50%的羟基磷灰石组成，外加增塑剂。此产品由两种不同的结构混合而成（液体状和粉末状） 使用时的操作视频： /index.php/zh/liste-des-produits/substituts-osseux-synthetiques/antartikinject
Antartik 医用海 绵
Antartik™ Sponge 是由羟基磷灰石 和磷酸三钙，外加一类和三类胶 原蛋白组成的人工骨填充物。
Atlantik 含抗生素型人工骨
可替代骨填充物与庆大霉素相结合的人工骨系列 Atlantik Genta 是由 70%的羟基磷灰石和30%的磷酸三钙， 外加庆大霉素合成的人工骨。它适用于外伤或外壳手术中 的骨缺损填充手术，其中包括： • 关节置换术 • 脊椎手术 • 闭合手术 • 切骨术 • 肿瘤切除术后的填充 这款产品特别推荐于抵制细菌对庆大霉素敏感出现的风险。 产品性能 Atlantik Genta 人工骨拥有优化的孔隙率和表面，促使迅 速的骨再生和良好的骨整合。 我们的人工骨材料结构拥有两种不同的孔隙率，两种孔隙 率之间的完全连接使宏观空隙促进了细胞的渗透，而微观 孔隙率增加与生物体液的接触面。 Atlantik Genta 人工骨的颗粒状能够对复杂形态的骨缺损 空腔进行填充，使外科医生在手术中的效率大大的提高。 Atlantik Genta 人工骨包含 150 毫克的庆大霉素，在手术 后的数小时内，庆大霉素将逐渐扩散到手术执行区域。 • 释放不少于 48 小时，以防止任何细菌产生耐药性的风 险。 • 庆大霉素的常规治疗剂量（3 毫克/公斤）适用于 50 公 斤以上体重的患者。 • 释放数的剂量与均匀的释放率达到局部高效的浓度（远 高于细菌对庆大霉素感的最低杀菌浓度 * ）。当与血清混 合后在有效期限内产生的峰值（图 1）) • *CMB：最低杀菌浓度
《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
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
• 磷酸钙陶瓷的主要缺点是其脆性。致密磷 酸钙陶瓷可以通过添加增强相提高它的断 裂韧性，多孔磷酸钙陶瓷虽然可被新生骨 长入而极大增强，但是在再建骨完全形成 之前，为及早代行其功能，也必须对它进 行增韧补强。磷酸钙陶瓷基复合材料，已 经成为磷酸钙生物陶瓷的发展方向之一。
3-3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( 或合金) 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
Байду номын сангаас
贰
生物陶瓷发展史
• 生物陶瓷材料作为生物医学材料始于18 世纪初。 • 1808 年初成功制成了用于镶牙的陶齿，而后在1871 年，羟基磷灰石 被人工合成。 • 1894 年，H.Dreeman报道使用熟石膏作为骨替换材料。 • 1926 年，Bassett 用X- 射线衍射分析发现骨和牙的矿物质与羟基磷灰 石的X射线谱相似。 • 1928 年，Leriche 和Policard 开始研究和应用磷酸钙作为骨替换材料。 • 1930 年，Naray-Szabo 和Mehmel 独立地应用X-ray 衍射分析确定了氟 磷灰石的结构。 • 1963 年在生物陶瓷发展史上也是重要的一年，该年Smith 报告发展了 一种陶瓷骨替代材料。由于技术方面的限制，直到1971 年才有羟基磷 灰石被成功研制并扩大到临床应用的报道。
• 作为生物陶瓷涂层材料的基体一般要求为 具有高强度、高韧性、低密度的金属及其 合金，如不锈钢、钛及合金、钴铬钼合金 、钴铬合金等，其中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。
无机生物材料学-磷酸钙[1]
![无机生物材料学-磷酸钙[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/a39f3dd65ef7ba0d4a733b43.png)
微晶玻璃
45S5
Ceravital
镁铝钙 钙磷 钙磷硅 钙铝磷 钙铝磷硅 其他
SiO2 45.0 42.94 P2O5 6.0 5.72 Na2O 24.5 23.37 CaO 24.5 11.69
40.0-50.0 10.0-15.0 5.0-10.0 30.0-35.0
30.0-35.0 43.0-52.0
氮化硅
0
3.15-3.2
300-330
2500-3000
600-1000
氮化硅 20-35
2-2.6
80-210
600-1000
100- 300
铝酸钙
65
11
磷酸钙/铝酸镁 1.2
2.78
-
52
-.
2.非氧化物惰性陶瓷的医学应用
非氧化物陶瓷主要用于关节杯碗，关节副等较 耐磨、抗蚀（包括应力腐蚀）等场合。
b)生物玻璃大多数存在分相现象; c)作为生物材料除了组成上的生物活性外，在物 理结构上必须有形成活性点的潜力。
d)作为骨组织替代或填充材料，一定的力学强度 是必须的。生物玻璃的强度以及其它主要物理性质 （密度、热膨胀系数等）均与人体骨相近
e)生物玻璃的稳定性决定材料的生物活性。惰性生 物玻璃组成和结构、甚至表面层结构基本上不受组织或 体液的影响；而活性生物玻璃至少在材料表面层会发生 化学变化，甚至整个材料慢慢溶解。
图4-28、碳酸钙粒子直径与玻璃孔洞率的关 系
2.生物玻璃的医学应用
生物玻璃主要用于人工骨、人 工牙、人工骨缺损部位的填充材料 方面，少数做人工关节、断指接植、 牙周病治疗以及人工角膜周边支架 材料。
3. 生物玻璃在加工方面的应用
• 1，作为高温粘结剂形成玻璃陶瓷-玻璃熔 点相对低于生物陶瓷，可在适当温度粘 结陶瓷颗粒。如碳酸钙陶瓷,磷酸钙陶瓷
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6ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
影响植骨材料性能的因素
成分 结构 工艺 用法
安全性能 ++++ + +++ +++ 相容性能 ++++ + +++ + 成骨性能 +++ ++++ + ++++ 降解性能 ++++ ++++ ++ ++++ 力学性能 ++ ++++ ++ +
+可
++有 +++明显 ++++密切
7
市场植骨产品
异 体 骨 山西奥、安久、骨又生 异 种 骨 Biose、金氏植骨灵、金骨威 硫 酸 钙 瑞特、思迪 TCP+玻璃 百美特 生物玻璃 固骼生 HA聚酰胺 国纳 TCP + HA 共创、瑞邦、睿星、美敦力、伟康 HA 陶瓷 天博、川大、百赛、贝奥路 TCP 陶瓷 辛迪思、强生、奥林泛斯、贝奥路
10×20×30 mm 20×20×40 mm
1块
条状 圆柱体
30×25×6
20 mm（5-19°
） 35×30×6
1块
20 mm（5-19°
）
义眼
5×5×30mm
2条
5×5×30mm
3条
5×5×30mm
5条
5×5×20mm
2条
5×5×20mm
3条
5×5×20mm
5条
陶瓷棒
1个
陶瓷塞
1个
15-23mm
研发及特征
12
精准控制陶瓷多孔微结构
内连70μ
内连100μ
孔300-400μ
内连120μ
孔400-500μ
孔500-630μ
孔630-700μ
13
精准控制产品的形态和尺寸
14
陶瓷微结构对细胞长入的影响
15
陶瓷微结构对长入血管化的影响
16
陶瓷微结构对成骨性能的影响
内连100µ
12周
内连50µ
8
多孔生物陶瓷的微结构
孔 孔隙率 内连接 微孔
Macropores Porosity Interconnections Micropores
9
J Mater Sci : Mater Med. 10, 1999
材料微结构与细胞及血供的关系
细胞
孔径 >10 µm: 细胞进入孔 >15 µm: 形成纤维组织 >50 µm: 形成类骨样组织 >100µm: 形成矿化骨
第三部分 贝奥路® b-磷酸三钙生物陶瓷
产品系列
22
颗粒
块状 楔形体
产品系列
<1.0 mm 1.0～3.5 mm 3.5～5.0 mm
<1.0 mm 1.0～3.5 mm 3.5～5.0 mm 1.0～3.5 mm
<1.0 mm
1.0～3.5 mm >3.5 mm
1.0g
2.0g 3.0g 5.0g
17
生物陶瓷的降解方式
体液降解
细胞降解
体液降解 Ca3(PO4)2 H82周O 3Ca2+ + 2PO43-
细胞降解
吞噬 破骨
4周
细胞内降解
泌H+脱钙
2周
18
陶瓷微结构对力学性能的影响
内连=,孔径↗孔隙率↘ 力学↗ 孔径=,内连↗孔隙率↗ 力学↘
国内外产品性能比较
贝奥路产品 国内产品 国外产品
气孔率 70±10% 60%左右 60-70%
微 孔径
结 构
孔型
特 内连接径
征 孔沟通率
完全可控 均一球形 完全可控
> 99%
部分可控 部分可控 不规则形 不规则形
不可控 不可控 < 50% < 50%
力学强度 4-90MPa 2-10MPa 2-20MPa
20
微结构比较
传统工艺陶瓷
贝奥路®陶瓷
21
1个 23
谢谢大家！
存在为患者
创新为人类
24
4
植骨材料类型
自体移植
供量受限、残痛残缺
合成材料
相容、无病、源广、易 控
异体移植
排异、传病(肝炎和爱滋 病)
天然材料
来源生物体
异种移植
排异、传病 (疯牛病等)
5
多孔生物陶瓷生物学特征
• 原料的化学成分接近骨的无机成分 • 生物相容,亲水性好 • 无毒性、无致癌、无致变等不良反应 • 生物力学强度佳 • 体内降解吸收 • 组织传导作用:骨、软骨、肌肉、结缔组织
材料
血供
内连接径 >10µm: 细胞进入孔 >20µm: 类骨样组织 >50µm: 形成矿化骨
10
市场现有产品存在的不足
• 气孔率低、不均一 、不规则 • 孔与孔内连接不可控性，且沟通率低 • 材料降解度低 • 力学强度低 • 块状产品表面光洁度欠佳，临床使用不便
11
第二部分 贝奥路® b-磷酸三钙生物陶瓷
人工骨(磷酸三 钙生物陶瓷)介
绍
可控性微结构多孔生物陶瓷
贝奥路® b-磷酸三钙生物陶瓷
1. 骨移植和生物陶瓷 2. 研发及特征 3. 产品系列 4. 应用及要领 5. 创新及展望
上海贝奥路生物材料有限公司
2
第一部分 贝奥路® b-磷酸三钙生物陶瓷
骨移植和生物陶瓷
3
骨移植历史
异种骨移植 1668年荷兰,用狗颅骨修复人颅 自体骨移植 1820年德国,开颅术后颅骨复位 骨移植理论 1867年法国,对兔狗的系统研究 异体骨移植 1880年英国,胫骨补他人骨缺损
影响植骨材料性能的因素
成分 结构 工艺 用法
安全性能 ++++ + +++ +++ 相容性能 ++++ + +++ + 成骨性能 +++ ++++ + ++++ 降解性能 ++++ ++++ ++ ++++ 力学性能 ++ ++++ ++ +
+可
++有 +++明显 ++++密切
7
市场植骨产品
异 体 骨 山西奥、安久、骨又生 异 种 骨 Biose、金氏植骨灵、金骨威 硫 酸 钙 瑞特、思迪 TCP+玻璃 百美特 生物玻璃 固骼生 HA聚酰胺 国纳 TCP + HA 共创、瑞邦、睿星、美敦力、伟康 HA 陶瓷 天博、川大、百赛、贝奥路 TCP 陶瓷 辛迪思、强生、奥林泛斯、贝奥路
10×20×30 mm 20×20×40 mm
1块
条状 圆柱体
30×25×6
20 mm（5-19°
） 35×30×6
1块
20 mm（5-19°
）
义眼
5×5×30mm
2条
5×5×30mm
3条
5×5×30mm
5条
5×5×20mm
2条
5×5×20mm
3条
5×5×20mm
5条
陶瓷棒
1个
陶瓷塞
1个
15-23mm
研发及特征
12
精准控制陶瓷多孔微结构
内连70μ
内连100μ
孔300-400μ
内连120μ
孔400-500μ
孔500-630μ
孔630-700μ
13
精准控制产品的形态和尺寸
14
陶瓷微结构对细胞长入的影响
15
陶瓷微结构对长入血管化的影响
16
陶瓷微结构对成骨性能的影响
内连100µ
12周
内连50µ
8
多孔生物陶瓷的微结构
孔 孔隙率 内连接 微孔
Macropores Porosity Interconnections Micropores
9
J Mater Sci : Mater Med. 10, 1999
材料微结构与细胞及血供的关系
细胞
孔径 >10 µm: 细胞进入孔 >15 µm: 形成纤维组织 >50 µm: 形成类骨样组织 >100µm: 形成矿化骨
第三部分 贝奥路® b-磷酸三钙生物陶瓷
产品系列
22
颗粒
块状 楔形体
产品系列
<1.0 mm 1.0～3.5 mm 3.5～5.0 mm
<1.0 mm 1.0～3.5 mm 3.5～5.0 mm 1.0～3.5 mm
<1.0 mm
1.0～3.5 mm >3.5 mm
1.0g
2.0g 3.0g 5.0g
17
生物陶瓷的降解方式
体液降解
细胞降解
体液降解 Ca3(PO4)2 H82周O 3Ca2+ + 2PO43-
细胞降解
吞噬 破骨
4周
细胞内降解
泌H+脱钙
2周
18
陶瓷微结构对力学性能的影响
内连=,孔径↗孔隙率↘ 力学↗ 孔径=,内连↗孔隙率↗ 力学↘
国内外产品性能比较
贝奥路产品 国内产品 国外产品
气孔率 70±10% 60%左右 60-70%
微 孔径
结 构
孔型
特 内连接径
征 孔沟通率
完全可控 均一球形 完全可控
> 99%
部分可控 部分可控 不规则形 不规则形
不可控 不可控 < 50% < 50%
力学强度 4-90MPa 2-10MPa 2-20MPa
20
微结构比较
传统工艺陶瓷
贝奥路®陶瓷
21
1个 23
谢谢大家！
存在为患者
创新为人类
24
4
植骨材料类型
自体移植
供量受限、残痛残缺
合成材料
相容、无病、源广、易 控
异体移植
排异、传病(肝炎和爱滋 病)
天然材料
来源生物体
异种移植
排异、传病 (疯牛病等)
5
多孔生物陶瓷生物学特征
• 原料的化学成分接近骨的无机成分 • 生物相容,亲水性好 • 无毒性、无致癌、无致变等不良反应 • 生物力学强度佳 • 体内降解吸收 • 组织传导作用:骨、软骨、肌肉、结缔组织
材料
血供
内连接径 >10µm: 细胞进入孔 >20µm: 类骨样组织 >50µm: 形成矿化骨
10
市场现有产品存在的不足
• 气孔率低、不均一 、不规则 • 孔与孔内连接不可控性，且沟通率低 • 材料降解度低 • 力学强度低 • 块状产品表面光洁度欠佳，临床使用不便
11
第二部分 贝奥路® b-磷酸三钙生物陶瓷
人工骨(磷酸三 钙生物陶瓷)介
绍
可控性微结构多孔生物陶瓷
贝奥路® b-磷酸三钙生物陶瓷
1. 骨移植和生物陶瓷 2. 研发及特征 3. 产品系列 4. 应用及要领 5. 创新及展望
上海贝奥路生物材料有限公司
2
第一部分 贝奥路® b-磷酸三钙生物陶瓷
骨移植和生物陶瓷
3
骨移植历史
异种骨移植 1668年荷兰,用狗颅骨修复人颅 自体骨移植 1820年德国,开颅术后颅骨复位 骨移植理论 1867年法国,对兔狗的系统研究 异体骨移植 1880年英国,胫骨补他人骨缺损