生物活性陶瓷

1、水熱法製備生物活性玻璃陶瓷

採用水熱法合成了Ca-P-Si-Na生物活性玻璃陶瓷。實驗首先將質量分數為49．6%SiO2．22．9%CaO，21．5%Na20，6．0%P2O5生料置於聚氨酯球磨罐里混合球磨5h，然後施以5～20MPa的壓力壓製成塊，置於高壓釜內在200～250%水熱處理12～72h。樣品檢測採用體外實驗（in vitro）方法，通過把樣品在模擬體液里浸泡不同的時間，觀察其表面反應特徵；採用XRD分析產物的晶相和FTIR轉換紅外光譜表徵其生物活性，以及採用SEM研究了材料的微觀結構。結果表明：該生物活性玻璃陶瓷的主晶相是Na2CaSi3O8；玻璃陶瓷的生物活性基於磷灰石相的存在。

2、磷灰石/硅灰石生物活性玻璃陶瓷

磷灰石-硅灰石生物玻璃陶瓷是近年發展起來的優良骨修復支架材料，可為種子細胞提供良好的生長環境。但是細胞與載體的相互作用及變化機制尚未完全清楚。目的：考察溶膠-凝膠法製備的磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷對谷氨酸的吸附行為，探討溫度、溶液pH值、質量濃度對谷氨酸吸附量的影響。設計、時間及地點：觀察實驗，於2008-03/09在四川大學材料科學與工程學院完成。材料：用溶膠-凝膠法製備的磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷。方法：將片狀磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷浸泡於谷氨酸溶液中，改變谷氨酸溶液質量濃度、pH值、溫度等吸附條件。主要觀察指標：測量不同條件下的谷氨酸吸附量。結果:①磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷初次對谷氨酸吸附時，屬於Freundlich型吸附，包括物理吸附和化學吸附。②谷氨酸較適宜的吸附條件為pH3.4或者8,溫度為37℃左右。結論：磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷對谷氨酸的吸附受溶液pH值、溫度、谷氨酸質量濃度等因素的影響，且存在一定的規律。

3、燒結法製備生物活性玻璃陶瓷

以氧化鋯為成核劑，採用燒結法製備了基玻璃化學組成為49.6%（質量分數，下同）SiO2，21.7%CaO，22.7%Na2O，6.1% P2O5的生物活性玻璃陶瓷材料。通過XRD、TF-XRD、SEM等測試分析對其物相及生物活性進行了研究。結果表明：在基玻璃中引入適量的氧化鋯，可獲得物相組成良好的材料，且該材料具有較高的生物活性。

能在材料界面上誘發特殊生物反應，從而在材料和組織間形成化學鍵結合的生物陶瓷。包括：

（1）羥基磷灰石生物活性陶瓷；

（2）生物玻璃或生物活性玻璃陶瓷，其表面可通過在生理環境中發生化學反應而形成羥基磷灰石覆蓋層。這兩類材料和組織間的鍵接都是通過其表面的羥基磷灰石層發生的。另外，可吸收生物陶瓷如磷酸三鈣等，由於在體內被逐步降解吸收並隨之成新生組織所替代，所以也被認為是生活活性陶瓷。主要用於人工骨、人工關節、人工種植牙等。現已開發出具有較好組織相容性的羥基磷灰石陶瓷、活性氧化鋁鍘玉、β-磷酸三鈣多孔陶瓷等材料，但對這類材料的生物活性表徵及生物活性的可信賴機理、應力傳遞時彈性模量的不匹配效應、生物活性界面鍵合的長期穩定性等問題仍需進一步解決。