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1、多孔羥基磷灰石陶瓷的制備摘要:羥基磷灰石常用作醫(yī)用生物陶瓷材料。本文對(duì)羥基磷灰石及其復(fù)合生物陶瓷材料的各種制備方法進(jìn)行了概述和評(píng)論，重點(diǎn)介紹了羥基磷灰石制備方法的新進(jìn)展，并對(duì)未來(lái)的發(fā)展前景進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞:多孔羥基磷灰石;制備;HAP粉體;HAP陶瓷PreparationofPorousHydroxyapatiteAbstractKeywords:poroushydroxyapatite;preparation；HAPpowder;HAPceramic 1引言近20年來(lái)無(wú)機(jī)生物醫(yī)用材料的研究及其應(yīng)用十分活躍，其中備受注目的是羥基磷灰石(hydroxy
2、apatite)活性陶瓷材料的研究和臨床應(yīng)用。多孔羥基磷灰石生物陶瓷分子式為Ca10(PO4)6(OH)2(簡(jiǎn)稱HA),微溶于水,呈弱堿性,易溶于酸而難溶于堿;可以與含羧基(—COOH)的有機(jī)酸等反應(yīng);其相互連通的孔隙有利于組織液的微循環(huán),并為羥基磷灰石深部的新生骨提供營(yíng)養(yǎng),促進(jìn)纖維組織和新生骨的結(jié)合和生長(zhǎng),是一種性能優(yōu)異的硬骨組織替代材料。羥基磷灰石的物理-化學(xué)組成和人體骨的無(wú)機(jī)組成非常相似且晶體結(jié)構(gòu)也相似,植入人體后具有良好的生物活性和生物相容性,對(duì)人體無(wú)毒副作用,被認(rèn)為是最具有代表性的表面活性生物陶瓷。雖然羥基磷灰石生物陶瓷材料的生物活性好，但力學(xué)
3、性能尚有不足，限制了它在人體承力部位的應(yīng)用。單一的羥基磷灰石往往難以滿足醫(yī)學(xué)要求，為此，人們采用不同工藝方法，開(kāi)發(fā)了多種經(jīng)基磷灰石復(fù)合材料。羥基磷灰石陶瓷材料的制備大體上分為HA粉體的制備、HA陶瓷的制備、HA涂層的制備以及HA復(fù)合材料的制備。目前HA的合成方法主要有干式法(固相反應(yīng))、濕式法(化學(xué)沉淀法和水解法)和水熱法，其它的還有溶膠一凝膠法、電化學(xué)沉積法、激光熔覆法、超聲波合成法和微波合成法等。這些方法中有的是較成熟的典型合成方法，有的是尚未推廣應(yīng)用或在嘗試的新制備技術(shù)。實(shí)用上可根據(jù)制備HA的種類選擇合適的方法。本文對(duì)羥基磷灰石及其復(fù)合材料的制備方
4、法進(jìn)行了評(píng)述，尤其側(cè)重于新方法及其前景的展望。2HA粉體的制備2.1濕式法濕式法包括化學(xué)沉淀法和水解法.是最為廣泛使用的方法，其中化學(xué)沉淀法是比較典型的合成方法，可用于大量制造HA粉體。這種水溶液反應(yīng)方法的優(yōu)點(diǎn)主要是容易獲得微粒羥基磷灰石。這種方法通過(guò)控制在一定的pH值和溫度條件下，使溶液中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成HA沉淀，沉淀物在400~600℃甚至更高的溫度下緞燒，可獲得符合計(jì)量比的HA。要得到結(jié)晶完好的HA，燒結(jié)溫度應(yīng)達(dá)到900~1200℃。為了得到符合化學(xué)計(jì)量比、單一相的HA，常采用稀溶液慢慢滴加。在濕式法中，溶液的pH值和溫度對(duì)沉淀物的組成、結(jié)構(gòu)及晶粒
5、大小等均有較大影響，控制實(shí)驗(yàn)條件尤為重要，為避免濕式法中的緞燒和研磨，也有人通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)條件直接合成HA粉體。濕式法一般采用硝酸鈣或醋酸鈣溶液與磷酸鹽溶液等作原料，通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)條件制備出不同特性的HA粉體。2.2溶膠一凝膠法溶膠一凝膠法是近些年才發(fā)展起來(lái)的新方法，已引起了廣泛的關(guān)注。同傳統(tǒng)的固相合成法及固相燒結(jié)法等方法相比:溶膠一凝膠法的合成及燒結(jié)溫度較低;可以在分子水平上混合鈣磷的前驅(qū)體，使溶膠具有高度的化學(xué)均勻性，在顯著的范圍內(nèi)改善了HA的化學(xué)均一性。溶膠一凝膠法可得到無(wú)定形、納米尺寸和Ca/P比接近1.67的HA粉體，這些粉體具有粒度小、粒徑分布范
6、圍窄和燒結(jié)活性高的特點(diǎn)。溶膠一凝膠法又可以通過(guò)蒸發(fā)及再結(jié)晶等方法純化原料，從而可保證產(chǎn)品的高化學(xué)純度及結(jié)晶度。這種方法的缺點(diǎn)是化學(xué)過(guò)程復(fù)雜、需采取措施避免團(tuán)聚以及液體溶劑對(duì)環(huán)境的污染溶膠一凝膠法制備HA是以適當(dāng)?shù)那膀?qū)體配成溶膠，再轉(zhuǎn)變?yōu)槟z，得到干膠后在高溫下燒結(jié)得粉體。2.3水熱法水熱法是高溫條件下在水溶液中制備HA結(jié)晶沉淀的方法。這種方法通常以磷酸氫鈣等為原料，在水溶液體系，溫度為20。~40?！娴母邏焊兄苽銱A。這種方法得到的晶體顆粒大且純度高，Ca/P比接近化學(xué)計(jì)量值。用水熱均相沉淀法制備納米針狀經(jīng)基磷灰石，即以硝酸鈣和磷酸氫鐵為基本原料，由氨
7、水提供OH一，pH>8，在高壓釜中150℃下陳化20h，能得到結(jié)晶良好的徑基磷灰石。水熱合成法是在特別的密閉反應(yīng)容器(高壓釜)中，以水溶液作為反應(yīng)介質(zhì)，通過(guò)加熱反應(yīng)容器，在高溫高壓環(huán)境下使難溶解或不溶解的物質(zhì)溶解、發(fā)生反應(yīng)并且重結(jié)晶。與溶膠一凝膠法和化學(xué)沉淀法相比，水熱法的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在:條件較易控制，反應(yīng)時(shí)間較短，省略了緞燒步驟和研磨步驟，粉末純度高，晶體缺陷密度低;合成溫度相對(duì)較低;反應(yīng)條件適中，設(shè)備較簡(jiǎn)單，耗電低。但水熱法對(duì)設(shè)備的耐蝕性要求較高，廢液需要處理，而且反應(yīng)原料和添加劑、介質(zhì)的pH值、溫度和壓力、反應(yīng)時(shí)間和陳化時(shí)間等對(duì)產(chǎn)物的生成和性質(zhì)有較
8、大的影響。2.4超聲波合成法超聲波在水介質(zhì)中引起氣穴現(xiàn)象.使微泡在水中形成、生長(zhǎng)
