浸浆法制备生物多孔陶瓷

自然骨的主要无机成分是羟基磷灰石。由于纯羟基磷灰石对于人体组织有良好的生物相容性 ,被广泛使用为骨植入材料。为了得到孔径和孔隙率合适的羟基磷灰石框架 ,本文采用多孔聚氨脂泡沫浸浆法制备。实验表明 ,该方法可以有效的获得需要的羟基磷灰石框架。

造孔剂法制备多孔生物玻璃陶瓷的工艺研究

通过造孔剂法,以溶胶-凝胶法制备的生物玻璃58S和熔融法制备的生物玻璃45S5为原料,以NH4HCO3与淀粉的混合物为造孔剂制备生物玻璃陶瓷。利用XRD和SEM等材料分析测试手段研究了烧成温度、造孔剂添加量、成型压力及45S5的用量对多孔材料显微结构、表面形貌、抗折强度的影响。结果表明:在成型压力20 MPa,造孔剂含量60%,烧成温度800℃及45S5的加入量10%的工艺参数下,制备出抗折强度达到4.5 MPa,孔隙率达到68.74%的珊瑚状结构的多孔生物玻璃陶瓷材料。

磷酸三钙多孔生物陶瓷复合自体骨髓间充质干细胞修复股骨头坏死模型的超微结构观察

背景:股骨头坏死病灶清除后的骨缺损难以修复,磷酸三钙多孔生物陶瓷与兔骨髓间充质干细胞的复合培养体内成骨的超微结构仍不明确。目的:通过观察磷酸三钙多孔生物陶瓷与兔骨髓间充质干细胞复合培养体内成骨的超微结构,了解其在股骨头缺损修复中的成骨效应,验证磷酸三钙多孔生物陶瓷作为组织工程载体材料的可行性。设计、时间及地点:随机对照开放性动物体内实验,于2008-02/08在中日友好医院骨坏死与骨循环实验室完成。材料:体外培养兔骨髓间充质干细胞,并与β-磷酸三钙多孔陶瓷材料复合共同培养2周。方法:新西兰大白兔30只,随机分为3组,制作股骨头坏死缺损模型后,空白对照不作填充,磷酸三钙组填充磷酸三钙多孔生物陶瓷,磷酸三钙+骨髓间充质干细胞组填充磷酸三钙多孔生物陶瓷和骨髓间充质干细胞的复合物。主要观察指标:通过环境扫描电镜观察骨髓间充质干细胞与材料的复合情况;回植体内6,12周后,取材,通过电镜观察磷酸三钙多孔生物陶瓷和骨髓间充质干细胞体内成骨的超微结构,了解材料降解及骨组织的替代过程。结果:磷酸三钙多孔生物陶瓷与骨髓间充质干细胞复合培养良好。空白对照组缺损区6,12周均见纤维组织结构,无骨小梁结构;磷酸三钙组6周材料和骨基质交界不清,材料开始降解,12周材料与周围组织边界模糊,材料部分降解,多孔框架结构不清;磷酸三钙+骨髓间充质干细胞组6周新生骨从宿主骨长出,12周可见成熟骨组织的连续平行纤维结构网络,材料降解,表面有较多的成骨细胞。后2组在股骨头缺损修复成骨方面优于空白对照组,磷酸三钙+骨髓间充质干细胞组成骨更佳。结论:磷酸三钙多孔生物陶瓷是良好的组织工程支架材料,易与骨髓间充质干细胞复合,可用于股骨头坏死骨缺损的修复。

复合磷霉素多孔生物陶瓷的制备及其理化性能

目的研制磷霉素多孔生物陶瓷复合体,为临床植骨并减少感染发生提供更好的选择。方法将磷霉素溶液与多孔生物陶瓷浸泡,风干。测定生物陶瓷吸附磷霉素能力以及测定吸附后多孔生物陶瓷理化性能上的变化。结果生物陶瓷吸附一定量的磷霉素后,理化性能测试提示其钙磷比和压缩强度仍在正常范围内。结论生物陶瓷能吸附磷霉素,其理化性质吸附前后没有明显的变化。

氧化锆增韧羟基磷灰石纳米复相多孔生物陶瓷的制备与性能

以过氧化氢为成孔剂将羟基磷灰石、氧化锆、氧化钇粉料按比例混和、成型、烧结制备出氧化锆增韧羟基磷灰石纳米复相多孔生物陶瓷材料,并与纯羟基磷灰石材料的理化性能进行比较。通过阿基米德法测定成型压力为15MPa所制备的纯羟基磷灰石和多孔生物陶瓷的孔隙率分别为26%和28%。X射线衍射分析表明多孔生物陶瓷材料的物相组成为羟基磷灰石和四方氧化锆相;扫描电镜观察多孔生物陶瓷形貌具有多孔结构;通过万能材料试验机测定在成型压力15MPa条件下所制备多孔生物陶瓷和纯羟基磷灰石的抗弯强度分别为48.7MPa和30.8MPa;弹性模量分别为3851.27MPa和3071.58MPa;断裂韧性分别为0.34MPa·m1/2和0.09MPa·m1/2。

磷酸三钙多孔生物陶瓷修复股骨头坏死

背景:股骨头坏死保存自身关节的治疗是临床难点,使用各种人工骨替代植骨是临床探索目标之一。目的:回顾性分析股骨头颈交界开窗灯泡状病灶清除打压植骨结合磷酸三钙多孔生物陶瓷植入治疗股骨头坏死的有效性。方法:于2008年1至12月间使用此方法治疗股骨头坏死58例(88髋)。采用Harris评分系统评估治疗后患髋功能的改善情况,并于治疗后3,6,12个月及每年定期行X射线和CT检查进行影像学评估。结果与结论:56例患者(85髋)获得随访2-5年,其中ARCO分期:Ⅱ期27髋,Ⅲa 40髋,Ⅲb 18髋,按中日友好医院分型:C型4髋,L1型15髋,L2型28髋,L3型38髋。参考Harris评分系统,优55髋,良12髋,可5髋,差13髋。其中保头失败的患者中有9例11髋实施人工关节置换。患者治疗前的Harris评分平均为61.2分,治疗后2年平均为85.3分,平均提高了24.1分(P<0.001)。髋关节影像学表现稳定,股骨头内成骨明显,植骨区密度增高,磷酸三钙多孔生物陶瓷替代时间为1-1.5年。结果可见磷酸三钙多孔生物陶瓷植入治疗股骨头坏死临床效果满意,磷酸三钙多孔生物陶瓷有利于骨坏死的修复和重建,可在坏死区外侧柱起到支撑作用,有效防止进一步塌陷,是股骨头坏死患者尤其是保存自身关节的有效生物材料。

升温速度对多孔生物陶瓷特性的影响

目的：观察升温速度对多孔生物陶瓷孔结构、显气孔率与容重、水渗透率、收缩率以及压缩强度的影响。方法：实验于2005-09/2007-09在武汉理工大学生物中心和重庆邮电大学生物实验中心完成。①在保温时间为2h,烧成温度为850℃条件下,有机泡沫微球与骨料质量配比为0.25时,粘结剂的添加量为20%,升温速度分别为30,60,90,120,150和200℃/h条件下,采用有机泡沫微球作为成孔剂的热压铸多孔陶瓷的制备方法制得不同样品。②用电子扫描显微镜观察孔道和表面形貌;根据GB/T1964～1967-1996和GB/T1969～1970-1996测量显气孔率、容重;用自制水渗透率测定仪测定水渗透率;用体积法测定收缩率;用ASTM材料强度测试机测定压缩强度。结果：①升温速度变化对孔径〉100μm大孔的影响明显,对孔径〈50μm小孔的影响不明显,对晶体的长大影响也明显。②随着升温速度从30℃/h提高到150℃/h,显气孔率从72%增加到82%,容重从0.89×10^3kg/m^3下降0.52×103kg/m3,水渗透率从12×10^-3cm^2增加到25×10^-3cm^2,收缩率27%从减少到23%,抗压强度从17.3MPa降低到1.59MPa。结论：升温速度对孔结构、显气孔率与容重、水渗透率、收缩率以及抗压强度有着重要的影响,为了保证成品有较好的孔结构、较高的显气孔率的同时具有一定的机械强度,升温速度选择在120℃/h左右较佳。

多孔生物活性陶瓷治疗骨缺损(附40例临床应用报告)

目的 :用多孔双相磷酸钙生物活性陶瓷治疗不同原因引起的骨缺损。方法 :4 0例因Brodie脓肿、结核、肿瘤、外伤和先天畸形引起的骨缺损在彻底清除病变组织后 ,用块状或颗粒多孔HA/TCP陶瓷修复替代于骨缺损处。结果 :全组病例术后临床症状消失 ,功能恢复良好。随访X片见陶瓷与骨愈合好 ,无松动移位 ,骨皮质连续性好 ,病变无复发。结果 :多孔HA/TCP双相陶瓷具有良好的生物相容性和骨诱导活性 。

多孔羟基磷灰石生物陶瓷的合成和特性研究进展

人体骨组织的多孔结构 ,有利于骨组织生长代谢所需物质的交流 ,并能很好地适应外部应力的变化。合成模拟骨组织多孔结构的生物活性陶瓷材料 ,用于临床人体骨组织缺失的修复 ,是组织工程所需要的。将化学沉淀法合成的羟基磷灰石原始粉末与过氧化氢、聚乙烯醇、甲基纤维素等成孔物质混合 ,经低温发泡 ,中温脱碳 ,高温烧结 ,可以获得孔径理想 ,互通性能良好的多孔羟基磷灰石陶瓷。这种陶瓷 ,在一定程度上具有骨诱导性能 ,但更重要的是它能够很好的吸附人体骨形成蛋白等骨生长因子 ,使其具有良好的骨再生能力 ,从而获得了良好的临床应用性能。本文从临床应用性能的角度 。

多孔β-TCP生物陶瓷的制备与料浆含水率对β-TCP性能的影响研究

选择 β Ca(PO4 ) (β TCP)粉末为主体材料 ,加入适量高温粘结剂 ,利用发泡法 ,制备出以β TCP为主晶相的多孔生物陶瓷 ,并进行常规性能测试和微观形貌观察 ,讨论料浆含水率对 β TCP性能的影响 ,以确定制备 β

碳粉为造孔剂的多孔生物陶瓷的制备及性能研究

选用牛骨煅烧的天然羟基磷灰石粉末作为基体,生物活性玻璃为增强相,碳粉为造孔剂,用模压成型法制备多孔羟基磷灰石生物陶瓷。利用XRD进行晶面分析,微孔结构分析仪对试样进行气孔率测试,依据国标对试样进行硬度和抗弯强度的分析,用S-3000N型扫描电镜表征多孔羟基磷灰石生物陶瓷的微观结构。结果表明,随着生物玻璃和碳粉质量百分比的增加,试样组织中的孔隙率的含量和总的孔表面积均随之增加;生物陶瓷的硬度随生物玻璃添加量的增多呈现一定的变化;硬度值较大的试样其抗弯强度都在80MPa左右,与人体骨相接近;陶瓷微观组织中的孔隙数量和孔径尺寸均随着生物玻璃添加量的增多而增加。

烧成温度对可控多孔生物陶瓷制备技术的影响

目的:观察烧成温度对多孔生物陶瓷制品孔结构、显气孔率与容重、水渗透率、收缩率以及压缩强度的影响。方法:实验于2002-09/2005-09在武汉理工大学生物中心和重庆邮电大学生物实验中心完成。采用可控多孔生物陶瓷制备技术,改变烧成温度,其他因素(如成型工艺、升温速度和保温时间等)不变,分别制得不同的样品;用电子扫描显微镜观察孔道和表面形貌;根据GB/T1964～1967-1996和GB/T1969～1970-1996测量显气孔率、容重;用自制水渗透率测定仪测定水渗透率;用体积法测定收缩率。用ASTM材料强度测试机测定压缩强度。结果:①烧成温度对孔结构的影响:在900℃以内时烧成温度的变化对大孔的影响不明显,仍然在500μm左右,但当烧成温度增加到1000℃,大孔变小到400μm左右。烧成温度的变化对小孔的影响比较明显,小孔明显增大,当烧成温度800℃增加到1000℃时,小孔从10μm左右增大到20～30μm左右。烧成温度的变化对微孔的影响也比较明显,小孔明显增大,当烧成温度800℃增加到1000℃时,小孔从4μm左右增大到6μm左右。②烧成温度对显气孔率及容重的影响:随着烧成温度的提高,样品的显气孔率下降幅度增大,容重的增加幅度增大。③烧成温度对水渗透率的影响:随着烧成温度的提高,样品的水渗透率下降幅度增大,容重的增加幅度增大。④不同烧成温度对收缩率的影响:随着烧成温度的提高,样品的收缩率增大。⑤烧成温度对压缩强度的影响:随着烧成温度的提高,压缩强度增大。而在800℃以后继续升温,压缩强度急剧增大。结论:烧成温度对孔结构、显气孔率与容重、水渗透率、收缩率以及压缩强度有着重要的影响,为了保证成品有较好的孔结构、较高的显气孔率的同时具有一定的机械强度,烧成温度选择在850℃左右较佳。

牛骨原料多孔生物陶瓷的制备及性能表征

以煅烧后的牛骨粉体(羟基磷灰石)为原料,以尿素为造孔剂,模压后烧结,制备出多孔生物陶瓷。考察了球磨时间对牛骨粉体粒径的影响,研究了尿素添加量的对多孔陶瓷微结构和力学性能的影响。多孔生物陶瓷的孔隙率约为34%～60%,平均孔径约为110μm,抗弯强度,压缩强度和弹性模量分别位于40.15MPa～64.72MPa,7.05MPa～10.48MPa,5.98～9.72GPa;微结构和力学性能均能满足人工骨替代材料要求。

多孔生物陶瓷的制备与成形技术及发展趋势

本文综述了近年来多孔生物陶瓷制备技术与成形技术的研究现状 ,简要评析了它们的优缺点 ,并讨论了其今后的主要发展趋势。

多孔生物陶瓷与PVA水凝胶复合材料的制备与力学性能分析

目的将多孔生物陶瓷和聚乙烯醇(PVA)水凝胶交联成为一个仿生软骨-硬关节双层结构,并对该结构的微观形貌和力学性能进行分析。方法以羟基磷灰石(HA)为基体,采用添加碳酸氢铵(NH4HCO3)晶粒造孔的方式制备不同孔隙率的多孔羟基磷灰石生物陶瓷,以聚乙烯醇(PVA)为主要原料,环氧丙烷为交联剂,在多孔生物陶瓷表面及基体内交联制备出PVA水凝胶形成双层结构,对试样的断口形貌进行表征,对试样的拉伸强度和剪切强度等性能进行测试分析。结果交联的PVA水凝胶可以渗入到生物陶瓷基体表层以下的孔隙中,并且陶瓷基体和PVA水凝胶有很好的结合。随着多孔生物陶瓷孔隙率的增大,试样的最大拉伸和剪切负载均增大,平均孔隙率为70%试样的最大拉伸和剪切负载分别为153.61 N和64.46 N;而相应的拉伸和剪切强度略有下降,平均孔隙率为30%试样对应的最大拉伸和剪切强度分别为2.12 MPa和1.13 MPa。两者的失效形式均是因为裂纹的扩展,断口的微观形貌表明,断裂面存在明显的裂纹和内部缺陷,同时可观察出裂纹源和扩展方向。结论考虑到多孔生物陶瓷基体的强度,平均孔隙率为50%的多孔生物陶瓷的渗入效果适中,试样的拉伸强度和剪切强度、多孔生物陶瓷基体的压缩强度也有一定的保证,选择孔隙率为50%的试样较为合适。

构建高贯通多孔生物陶瓷的纤维处理与功效

采用质量分数为1%乙酸和质量分数为2%聚合物配置的CSMMG胶液,涂层在棉纤维上,以作为陶瓷体内隧道的支撑体,织入质量分数为8%的聚乙烯醇作粘结剂和质量分数为40%的羟基磷灰石粉混合制备陶瓷料浆中形成初坯,进行烧结.扫描电镜观察表明,样品内隧道定向连通,分布均匀,成型完整,内壁呈细条纹,满足组织细胞生长、迁移、黏附的条件;X射线衍射分析验证样品未引入异质成分.

应用于多孔生物陶瓷自增强纤维制备与形貌控制

羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HAP)的硬组织生物相容性和骨传导及生物活性而常被用于制备生物陶瓷,但多孔形式的HAP抗压强度较低,研究提出了用于多孔HAP陶瓷增强的同质纤维制备和形貌控制。首先配制HAP纺丝液,通过溶胶挤压喷纺制成HAP初生纤维,经烘箱干燥后或拉伸或进行其它后处理,对HAP纤维进行形貌控制,并确定了各项工艺要素。

磷酸钙多孔生物陶瓷的降解机理

介绍了国内外学者对磷酸钙多孔生物陶瓷的研究现状,详尽阐述了磷酸钙多孔陶瓷降解机理,并展望了其发展前景。

微波等离子体烧结多孔HA/β-TCP双相生物陶瓷的研究

针对常规马弗炉烧结钙磷生物陶瓷温度高、烧结时间长,制品晶粒粗、强度和生物学活性难于同时提高的问题,采用微波等离子体新技术烧结了多孔HA/β-TCP双相生物陶瓷。实验结果显示,和常规马弗炉烧结法相比,微波等离子体烧结可在极短的加热时间内,制得线收缩率较大,晶粒尺寸小,抗压强度更大的多孔HA/β-TCP双相生物陶瓷。通过模拟体液的浸泡实验发现,其类骨磷灰石形成量也明显多于常规马弗炉烧结。这预示微波等离子体烧结是一种既能提高钙磷材料的力学强度,同时又可能增加其生物学活性的新烧结方法。

多孔生物陶瓷义眼台植入术矫治眼窝畸形

目的 观察多孔磷酸钙生物陶瓷义眼台植入术矫治眼窝畸形的临床效果。方法 将四条直肌作牵引固定眼球位置 ,剪断视神经 ,剪除角膜 ,彻底清除球内容物 ,从巩膜壳颞上向鼻下剖开巩膜 ,把多孔生物陶瓷义眼台植入肌锥部 ,荷包式缝合后、前巩膜壳。结果 采用此材料和方法矫治眼窝畸形 2 4例 (2 4只眼 ) ,义眼活动良好 ,无并发症发生。结论 多孔生物陶瓷义眼台组织相容性好 ,无毒副作用 ,是理想的眼窝充填材料。此手术方法简单 ,符合眼球生理运转功能 。