α-半水硫酸鈣的制備及其性能研究.pdf

1、硫酸鈣，因其具有快速的凝固性能、良好的生物相容性及骨引導(dǎo)性、優(yōu)異的可降解性，而成為一種十分重要的醫(yī)用骨修復(fù)植入材料，可應(yīng)用于骨折、骨缺損以及骨腫瘤等疾病的手術(shù)和治療。原料α-半水硫酸鈣(α-CSH)的制備及性能研究是研究該材料的前提和關(guān)鍵，對(duì)人工骨移植材料的應(yīng)用和發(fā)展至關(guān)重要。目前，我國對(duì)α-CSH的研究還處于初級(jí)階段，產(chǎn)品完全依賴進(jìn)口，價(jià)格昂貴，臨床應(yīng)用受到極大限制。傳統(tǒng)方法反應(yīng)設(shè)備較復(fù)雜、成本高，所得產(chǎn)品純度低、粒徑大，長徑比高且多

2、為晶須狀，形貌與尺寸分布均勻性差，導(dǎo)致材料的性能不佳。為此，本論文提出采用“兩步法”制備粒徑和形貌可控、長徑比低，且具有良好醫(yī)用性能的α-CSH，即先通過超重力反應(yīng)沉淀法(HGRP)制備二水硫酸鈣前驅(qū)體(CSD)，再采用常壓鹽溶液法使其脫去1.5個(gè)結(jié)晶水生成α-CSH;進(jìn)一步對(duì)其水化硬化材料的力學(xué)性能和注射性能進(jìn)行探究。全文的主要內(nèi)容如下:
　　(1)在旋轉(zhuǎn)填充床中，以乙醇為改性劑，采用超重力反應(yīng)沉淀法制備CSD前驅(qū)體。主要考察了

3、原料濃度、旋轉(zhuǎn)床轉(zhuǎn)速、反應(yīng)溫度、進(jìn)料流量、乙醇改性劑的添加與否、乙醇的添加量（醇/水體積比）等工藝條件對(duì)前驅(qū)體制備的影響規(guī)律，確定了較優(yōu)制備條件:以氯化鈣和硫酸鈉溶液為原料，濃度為1.25mol·L-1，以無水乙醇為改性劑，醇/水體積比為1∶3，旋轉(zhuǎn)床轉(zhuǎn)速為2500rpm，進(jìn)料速度為0.5L·min-1，反應(yīng)溫度為40℃。較優(yōu)條件下所得前驅(qū)體為棒狀顆粒，長0.5～4μm，寬0.3～0.8μm，形貌、大小和分布優(yōu)于市售商品、燒瓶制備的前驅(qū)

4、體以及超重力法制備但未改性的前驅(qū)體。
　　(2)在超重力法制備CSD前驅(qū)體基礎(chǔ)上，在傳統(tǒng)攪拌釜反應(yīng)器中，采用常壓鹽溶液法，以檸檬酸為轉(zhuǎn)晶劑制備α-CSH。重點(diǎn)探索了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、氯化鈣溶液濃度、前驅(qū)體的形貌大小等條件對(duì)產(chǎn)品的影響，得到較優(yōu)制備條件:氯化鈣溶液質(zhì)量濃度為25％，CSD與反應(yīng)液質(zhì)量比為1∶20，檸檬酸摻量為0.06％，體系初始pH值為4.4，反應(yīng)溫度為95℃，反應(yīng)時(shí)間為4h。較優(yōu)條件下所得α-CSH為棱柱狀晶體，

5、長為1～6μm，寬為0.5～2μm，長徑比為1～3。與傳統(tǒng)水熱法制備的長徑比高達(dá)30的長須狀相比，通過該法可以獲得較為理想的形貌和較低的長徑比。
　　(3)以α-半水硫酸鈣為固相基材，按一定比例與生理鹽水混合制備得到可注射性硫酸鈣材料，并對(duì)其生物醫(yī)用性能進(jìn)行了初步的研究?？疾炝艘?固比、轉(zhuǎn)晶劑摻量、α-CSH和前驅(qū)體CSD的形貌和大小等因素對(duì)材料性能的影響。結(jié)果表明，澆筑成型后的白色圓柱體材料表面光滑，結(jié)構(gòu)緊實(shí)，性質(zhì)較穩(wěn)定;液/固