氟取代羥基磷灰石-氧化鋯復(fù)合陶瓷的制備及性能研究.pdf

1、隨著對(duì)生物材料需要的增長，羥基磷灰石(HA)因其與人體硬組織相似的組成和結(jié)構(gòu)，良好的生物活性和骨誘導(dǎo)能力，受到了廣泛的關(guān)注。然而，由于其本身較低的機(jī)械性能，HA類植入材料只能應(yīng)用于無承載部位。因此，必須提高HA類植入材料的機(jī)械性能，一種有效的方法是將羥基磷灰石與釔穩(wěn)定的氧化鋯復(fù)合從而同時(shí)獲得良好的機(jī)械性能和生物活性。然而，氧化鋯的加入促進(jìn)了HA的高溫分解，分解產(chǎn)生的β-TCP增加了其溶解性，降低種植材料的長效性。本課題以70wt％HA/

2、30%wtZrO2(H7Z3)為基礎(chǔ)體系，液相引入氟元素，考察氟的添加對(duì)材料組成、結(jié)構(gòu)的影響，并對(duì)材料的體外溶解性和生物活性進(jìn)行了研究。
　　采用沉淀法合成了氟取代羥基磷灰石/氧化鋯(Ca10(PO4)6Fx(OH)2-x/ZrO2)復(fù)合粉體。其中氟的添加量x取值為0、1、2時(shí)分別命名為F0Z7Z3、F1H7Z3、F2H7Z3。XRD分析結(jié)果表明，復(fù)合粉體的組成為FxHA與t-ZrO2，且隨著氟含量的增加，晶胞參數(shù)a值由0.941

3、19nm減小到0.93690nm，而c值基本不變。XPS的研究結(jié)果表明，F(xiàn)1H7Z3的實(shí)際含氟量x為0.9078，F(xiàn)2H7Z3的實(shí)際含氟量x值為1.8658。
　　隨著氟含量的增加，復(fù)合陶瓷的線收縮率、密度、致密度增加，說明氟的添加使得復(fù)合陶瓷的致密性增強(qiáng)、氣孔率下降。SEM照片顯示，1300℃燒結(jié)的FxH7Z3復(fù)合陶瓷中的HA呈0.5-0.8μm的多邊形，t-ZrO2呈280-400nm的球形顆粒。此外，當(dāng)氟的理論含量為x=0、

4、1、2時(shí)，復(fù)合陶瓷中HA的顯著分解溫度分別為1300℃、1400℃、1500℃，表明氟的添加提高了復(fù)合陶瓷的熱穩(wěn)定性。
　　對(duì)復(fù)合陶瓷在磷酸改性的檸檬酸緩沖溶液(CPBS)中的溶解性進(jìn)行了研究，利用ICP-AES測(cè)試Ca2+的溶出量隨浸泡時(shí)間的變化。研究結(jié)果表明，隨著浸泡時(shí)間的延長，復(fù)合陶瓷的溶解性和溶解速率逐漸降低，在燒結(jié)溫度為1400℃時(shí)，溶解性變化規(guī)律為F2H7Z3>F1H7Z3>F0H7Z3。F2H7Z3陶瓷浸泡28d后C