HA晶須熱穩(wěn)定性及原位制備Haw-β-TCP多孔支架材料的研究.pdf

1、β-磷酸三鈣(β-TCP)多孔生物陶瓷支架材料具有良好的生物活性和生物相容性，植入體內(nèi)安全無(wú)毒，并且具有較好的可降解性，是良好的骨移植替代材料。但是由于組織工程對(duì)生物陶瓷支架材料的多孔及高孔隙率的要求，使得材料的力學(xué)性能大大降低，應(yīng)用范圍也受到較大限制，因此需要提高多孔生物陶瓷支架材料的力學(xué)性能，拓展其應(yīng)用范圍，而羥基磷灰石(HA)晶須毫無(wú)疑問(wèn)是理想的生物增強(qiáng)材料。但是用HA晶須作為生物陶瓷的增強(qiáng)材料時(shí)，需要在高溫下對(duì)材料進(jìn)行燒結(jié)，而目

2、前文獻(xiàn)報(bào)道所制備的HA晶須或纖維往往是缺鈣型的，在高溫下容易發(fā)生分解，無(wú)法保持高長(zhǎng)徑比的晶須或纖維形貌，因而無(wú)法實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)增韌的作用。
　　 本論文通過(guò)X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、熱重及差熱分析儀等測(cè)試方法，首先研究了不同初始pH值對(duì)α-磷酸三鈣（α-TCP）水化產(chǎn)物形貌的影響，并對(duì)其形貌調(diào)控機(jī)理進(jìn)行了初步探討；接著通過(guò)向α-TCP原料中添加適量Ca(OH)2、NH4F和KOH的方法研究了α-TCP水化過(guò)程中添加

3、劑對(duì)所制備晶須的形貌及提高其熱穩(wěn)定性的影響；然后利用α-TCP、β-TCP和KCl等為原料在β-TCP中原位制備了HA晶須，研究了HA晶須的生成情況及KC1對(duì)原位HA晶須形貌和提高其熱穩(wěn)定性的影響；最后利用原位HA晶須粉、P-Ca-Na-Mg生物玻璃(BG)和其他外加劑為原料，采用有機(jī)泡沫浸漬法制備了含原位HA晶須的β-TCP多孔生物陶瓷材料，并對(duì)制備的多孔生物陶瓷材料的微觀形貌進(jìn)行了研究。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，α-TCP在常壓

4、下恒溫水浴發(fā)生水化反應(yīng)的過(guò)程中，水化初始pH值對(duì)水化產(chǎn)物形貌影響很大，pH值由低到高時(shí)，水化產(chǎn)物由CaHPO4向片狀HA和針狀HA過(guò)渡。其中，片狀HA沿〈001〉和〈100〉方向二維生長(zhǎng)，針狀HA沿〈001〉方向擇優(yōu)取向生長(zhǎng)。在α-TCP水化制備HA晶須時(shí)，向原料中添加適量的Ca(OH)2、NH4F和KOH對(duì)所制備HA晶須的形貌及提高其熱穩(wěn)定性具有重要的影響，適量Ca(OH)2和NH4F的添加沒(méi)有明顯提高HA晶須的熱穩(wěn)定性，而適量KOH

5、的添加在一定程度上可以提高所制備HA晶須的熱穩(wěn)定性，相對(duì)于不添加KOH的HA晶須來(lái)說(shuō)，添加適量KOH的HA晶須在1000℃下熱處理2小時(shí)后依然能較好的保持晶須形貌。
　　 BG對(duì)降低β-TCP陶瓷燒結(jié)溫度具有重要作用，不添加BG的β-TCP粉體需要在1350℃才能達(dá)到燒結(jié)溫度，而添加20％BG之后可以將其燒結(jié)溫度降到1000℃；原位HA晶須在β-TCP粉體中具有較好的分散性，適量KCl的添加對(duì)高溫下保持β-TCP中原位HA晶須的