TCP/TTCP复合生物陶瓷的研究

TCP/TTCP复合生物陶瓷的研究

作者:师大云端图书馆 时间:2019-06-17 分类:硕士论文 喜欢:3065
师大云端图书馆

【摘要】随着科学技术的发展和医疗观念的更新,对创伤的治疗从传统的以伤治伤的自/异体移植方式,向基于组织工程、生物材料及异种移植的组织修复和功能重建方向发展。近年来复合磷酸钙生物陶瓷材料作为一种重要的骨组织工程支架材料,由于具有良好的生物相容性和生物活性,对人体无毒、无致癌作用,并在可控降解性和成骨性能上比单一磷酸钙生物陶瓷要好。因此,复合磷酸钙生物陶瓷材料已迅速成为高新技术产业的新生长点而发展极快,并成为生物陶瓷方面的研究热点。本文以四水硝酸钙[Ca(NO3)2·4H2O]和磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]为初始原料,采用沉淀法制备磷酸三钙(TCP)和磷酸四钙(TTCP)。并以TCP、TTCP为原料,按TCP/TTCP摩尔配比为1:1的条件下,采用常规烧结和微波烧结两种方法,在不同的烧结温度(1200℃、1250℃、1300℃)下来制备TCP/TTCP复合磷酸钙生物陶瓷材料。通过测定收缩率研究了烧结方法和烧结温度对TCP/TTCP复合陶瓷的影响,并采用X射线衍射、扫描电镜对浸泡前后样品的晶相、微观形貌进行分析与观察,另外通过模拟体液(SBF)浸泡实验研究样品的生物活性。通过测定收缩率发现随着烧结温度的升高,两种方法制备样品的收缩率都随之升高,样品的致密度也随之升高。相同烧结温度下,微波烧结样品的收缩率明显高于常规烧结的,微波烧结由于具有加热温度场均匀、热应力小、升温速率快、烧结时间短,防止晶粒长大等优点,所以其制备的复合生物陶瓷材料好于常规烧结法。通过XRD分析发现:烧结温度对复合生物陶瓷材料中HA晶相的形成有一定影响。当常规烧结的温度达到1250℃时,HA能够稳定存在,而当微波烧结的温度达到1200℃时,HA就能稳定存在。随着温度进一步升高,两种方法烧结的复合生物陶瓷中的HA都会发生分解,生成磷酸三钙、磷酸四钙,而且随着烧结温度升高和烧结时间延长HA分解程度增大。通过SEM观察发现:常规烧结后的样品表面凹凸不平,气孔分布不均匀,而微波烧结后的样品表面平整致密,气孔分布均匀,并且随着烧结温度的升高,样品致密度增大。通过模拟体液浸泡实验研究发现,两种烧结方法制备的复合磷酸钙生物陶瓷浸泡两周后,其表面都形成一层致密的羟基磷灰石沉积层。随着浸泡时间延长,表面沉积的粒状物尺寸也逐渐增大,且沉积层更致密,但微波烧结后的样品表面沉积层致密度好于常规烧结。两种方法制备的样品在模拟体液浸泡后的pH值变化幅度都在(7.19~7.85),均属于安全范围内,表明两种方法制备的样品都具有生物活性。
【作者】高金睿;
【导师】王志强;
【作者基本信息】大连工业大学,材料学,2010,硕士
【关键词】TCP/TTCP;生物陶瓷;常规烧结;微波烧结;羟基磷灰石;模拟体液浸泡;

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