仿生纳米含硅羟基磷灰石粉体的制备研究

论文以(NH4)2HPO4、Ca(NO3)2·4H2O和TEOS为主要原料,采用化学沉淀法制备了Si-HA粉体。XRD和SEM分析表明,随着含硅量的增加,仿生纳米含硅羟基磷灰石的晶粒尺寸降低,晶胞参数a和c均增大,颗粒逐渐向柱状发育。

碳酸化含硅羟基磷灰石纳米粉体的超声化学法合成及表征

掺杂2种含有碳酸根和硅酸根的化合物,采用超声共聚沉淀法制备碳酸化含硅羟基磷灰石(carbonated silicon-substituted hydroxyapatite,CSi-HA)纳米粉体,优化组合合成条件,并分析表征产物的晶相、粒度、结构和表面形貌。结果表明:将钙源Ca(OH)2用氨水调节pH=10.5～11.5后,在超声波连续作用下加入磷源H3PO4溶液,能够有效防止形成次生相,可以生成纯度高、高度分散的初生态HA胶状液;将掺杂硅源Na2SiO3和碳源Na2CO3混合溶液再在超声波连续作用下加入初生态HA胶状液中,能够有效实现CO32-和SiO4-对HA结构基团的置换,并得到纯度较高、结晶细腻、粒径分布范围窄且均匀的CSi-HA纳米粉体;在掺杂范围内,随碳酸根和硅酸根掺量的增加,CSi-HAP晶粒尺寸呈减小趋势。

含硅碳羟基磷灰石的制备及其对锰离子的吸附性能

以废弃蛋壳为原料水热法合成含硅碳羟基磷灰石(Si-CHAP)粉体,采用红外光谱对其进行分析,测定不同温度下Mn2+在Si CHAP粉体上的吸附等温线、吸附动力学曲线及热力学参数.结果表明,Langmuir方程可较好地描述Mn2+在Si-CHAP粉体上的吸附平衡,20,30和40℃下最大吸附容量分别为38.91,41.49和43.10 mg/g;吸附动力学规律可用准二级动力学模型表示,相关系数高达0.99以上;热力学参数表明此吸附过程为自发吸热过程.

Si-HA纳米粉体的超声共聚法制备及其骨水泥的力学性能

采用超声共聚法制备了含硅羟基磷灰石Si-HA纳米粉体,并用柠檬酸与丙烯酸制成的固化液与之按一定比例调制成含硅羟基磷灰石骨水泥Si-HAC。采用XRD和FESEM对Si-HA纳米粉体的晶相、粒度、结构和表面形貌进行了分析表征,并用万能材料试验机测定了所得Si-HAC骨水泥的力学性能。研究结果表明,将硅源TEOS加入到具有较强碱性的Ca(OH)2氨水前驱液中能有效避免TEOS的水解漂浮,使钙硅均匀混合;将超声空化作用施加于Ca(OH)2和H3PO4外加硅源的反应体系,进行超声共聚,能有效防止次生相的形成,合成的纳米粉体纯度高,结晶细腻而均匀;将硅掺杂的Si-HA纳米粉体与柠檬酸/丙烯酸固化液调制成Si-HAC骨水泥能有效提高其力学性能,尤以4%Si最佳。

Si-HA纳米粉体的超声共聚法制备及其骨水泥的力学性能

采用超声共聚法制备含硅羟基磷灰石Si-HA纳米粉体,并用柠檬酸与丙烯酸制成的固化液与之按一定比例调制成含硅羟基磷灰石骨水泥Si-HAC。采用XRD和FESEM对Si-HA纳米粉体的晶相、粒度、结构和表面形貌进行分析表征,并用万能材料试验机测定了所得Si-HAC骨水泥的力学性能。研究结果表明,将硅源TEOS加入到具有较强碱性的Ca(OH)2氨水前驱液中,能有效避免TEOS的水解漂浮,使钙硅均匀混合;将超声空化作用施加于Ca(OH)2和H3PO4外加硅源的反应体系,进行超声共聚,能够有效防止次生相的形成,合成纳米粉体纯度高,结晶细腻而均匀;将硅掺杂的Si-HA纳米粉体与柠檬酸/丙烯酸固化液调制成Si-HAC骨水泥能有效提高其力学性能,尤以4%Si最佳。

钛表面仿生制备Si-HA涂层的热力学分析

通过计算室温下含硅过饱和钙磷沉积液（SSCPS）中可能形成的各沉积相的过饱和度，对仿生制备含硅羟基磷灰石（Si—HA）的热力学条件进行了分析。结果表明：羟基磷灰石（HA）过饱和度最大；且当pH〈8时，硅不具备以偏硅酸盐形式存在的热力学条件，从而表明SSCPS具备仿生制备Si—HA涂层的热力学可能性。在SSCPS中通过浸泡，在钛表面仿生制备了Si—HA涂层，其Si含量在0．14at％～1．14at％，实验验证了热力学分析的正确性：还跟踪了仿生沉积过程pH值变化。

生物涂层制备技术的研究现状及进展

羟基磷灰石(HA)由于具有良好的生物相容性和骨组织诱导性,被认为是替代人体硬组织的一种很好的生物医用材料,但其溶解度较高,降低植入体的长效性,而将氟渗入HA晶格中能提高HA结构稳定性并降低其溶解性,将硅掺入HA晶格中能有效地提高HA的生物活性,因此含氟羟基磷灰石(FHA)和含硅羟基磷灰石(Si-HA)成为了新兴的改性材料。介绍了羟基磷灰石(HA)、含氟羟基磷灰石(FHA)以及含硅羟基磷灰石(Si-HA)的性能特点以及涂层的制备技术,重点阐述了采用激光熔覆技术制备生物涂层的研究现状以及本课题组的研究进展,指出了目前研究中存在的不足,并展望了生物涂层今后的研究和发展趋势。