多孔β-TCP生物陶瓷的等靜壓成型.pdf

1、多孔β-TCP生物陶瓷作為骨填充物、骨組織工程支架材料和藥物載體的應(yīng)用越來越廣泛。目前，制備β-TCP多孔生物陶瓷的方法很多，其相應(yīng)的制品都各有特色。本研究在現(xiàn)有多孔陶瓷制備和成型方法的基礎(chǔ)上研發(fā)了一種新的多孔陶瓷制備技術(shù)。 本論文通過研究造孔劑方法能夠控制氣孔率、氣孔尺寸和形狀的特點(diǎn)，以及冷等靜壓成型能夠大大提高坯體的致密度和均勻性、促進(jìn)坯體的燒結(jié)和減少變形的特性，探討了將二者結(jié)合，制備具有高氣孔率同時(shí)具有適當(dāng)強(qiáng)度的骨組織工程

2、用多孔β-TCP支架材料的可能性。 本研究所研發(fā)的新工藝如下：首先將過40目的β-TCP粉末與過80目的生物玻璃粉末按照質(zhì)量比4：1混合，霧狀噴灑聚乙烯醇溶液(5g/L)。制備20目篩下40目篩上的萘顆粒，同樣霧狀噴灑聚乙烯醇溶液(5g/L)。然后將二者混合，在模具中預(yù)壓成型，抽真空后再經(jīng)冷等靜壓成型，即得陶瓷坯體。坯體燒成制度如下：在0～80℃以2℃/min的速率緩慢升溫至80℃后保溫1h；在80℃～140℃同樣以2℃/min

3、的速率緩慢升溫至140℃后保溫半小時(shí)；在140℃～900℃升溫速率加快，為5℃/min，到達(dá)900℃后保溫1h；隨爐冷卻即得制品。 在制備的過程中，β-TCP與生物玻璃的混合粉末與萘顆粒的均勻混合是整個(gè)制備過程的關(guān)鍵，決定制品結(jié)構(gòu)的均勻性和完整性。冷等靜壓的使用對制品的性能有加強(qiáng)作用，能夠使制品的致密度更大、均勻性更好、燒結(jié)更完全。 采用XRD分析制品成分，結(jié)果表明：制品中以β-TCP為主相，同時(shí)有少量生物玻璃、α-TC

4、P和HA。通過對制品氣孔率和壓縮強(qiáng)度的測試，得出結(jié)論如下：當(dāng)造孔劑比例分別為50﹪、60﹪、70﹪時(shí)，制品的氣孔率分別為55.3﹪、61.7﹪、74.2﹪，壓縮強(qiáng)度分別為3.12MPa、1.67MPa、1.09MPa；當(dāng)造孔劑含量繼續(xù)增加，氣孔率達(dá)到80﹪以上，制品強(qiáng)度急劇下降，失去使用價(jià)值。通過SEM與三維視頻顯微鏡的觀察，制品內(nèi)部存在大量的大孔和微孔，孔與孔之間的連通性較好，但孔壁上存在的微孔也對制品的壓縮強(qiáng)度產(chǎn)生了不利的影響。同時(shí)