普通陶瓷生物性能及組成、結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、據(jù)報(bào)道，每年全球醫(yī)療器械市場(chǎng)已經(jīng)達(dá)到3500億美元，并且以每年10％的速度增長(zhǎng)，其中生物醫(yī)用材料需求約占總份額的50%，硬組織材料（主要是骨替代品和人工牙齒）是最重要的組成部分。以我國(guó)為例，我國(guó)每年大約有2000多萬(wàn)例因外傷、疾病早成的骨傷患者，其中有10%，也就是200多萬(wàn)人需要骨修復(fù)材料，每年的市場(chǎng)約150億人民幣，而潛在的市場(chǎng)或有500億人民幣左右。隨著物質(zhì)生活的不斷提高，我國(guó)對(duì)骨替代材料的需求將會(huì)不斷增大。初步估計(jì)，在15-20

2、年內(nèi)，骨替代材料的市場(chǎng)份額將達(dá)到藥物市場(chǎng)份額的10%。面對(duì)如此巨大的市場(chǎng)份額，尋找一種價(jià)格低廉、性能優(yōu)異的骨替代材料正成為研究的熱點(diǎn)。
　　本實(shí)驗(yàn)以廉價(jià)的碳酸鈉（Na2CO3）、二氧化鈦（TiO2）、氫氧化鈉（NaOH）等為原料，通過(guò)固相反應(yīng)和水熱合成的方法，制備出純相鈦酸鈉（Na2Ti3O7和Na2Ti6O13），并經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的陶瓷制備方法獲得了多孔生物陶瓷。通過(guò)差熱熱重分析（TG-DSC）實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定燒結(jié)溫度；通過(guò)掃描電鏡（S

3、EM）確定測(cè)試結(jié)果，確定樣品的微觀結(jié)構(gòu)；通過(guò) X射線衍射（XRD）測(cè)試結(jié)果，確定樣品的晶體類(lèi)型；通過(guò)模擬體液（SBF）浸泡實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果確定樣品的生物性能。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明通過(guò)原位生長(zhǎng)棒狀Na2Ti6O13在950 oC制備的自增韌多孔鈦酸鈉生物陶瓷互相貫通的多孔結(jié)構(gòu)，并且有良好的機(jī)械性能，氣孔率為61.10±1.12%的鈦酸鈉陶瓷的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度分別達(dá)到了43.36±2.43MPa和3.47±0.21MPa·m

4、1/2)。具有均勻分布的和相互關(guān)聯(lián)的氣孔的網(wǎng)狀鈦酸鈉陶瓷是用鈦酸鈉納米帶（Na2Ti3O7）通過(guò)簡(jiǎn)單的方法制備的，測(cè)試結(jié)果表燒結(jié)溫度950℃，45S5玻璃含量為15%的樣品，氣孔率達(dá)到了82%，并且彎曲強(qiáng)度達(dá)到40MPa。在SBF浸泡實(shí)驗(yàn)中，在表面生成了鈦酸鈣（CT）和羥基磷灰石（HA）。在細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有表現(xiàn)出毒性。
　　在羥基磷灰石增韌實(shí)驗(yàn)中，添加8%棒狀鈦酸鈉（Na2Ti6O13）的羥基磷灰石抗壓強(qiáng)度從41.94MPa，增