多孔aw生物活性微晶玻璃的制备

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1、摘要多孔A/W生物微晶玻璃的制备作者简介：姚新娟，女，1978年9月生，师从成都理工大学林金辉教授，2009年6月毕业于成都理工大学材料学专业，获得工学硕士学位。摘要A/W生物微晶玻璃为CaO-MgO-SiO2-P2O5-CaF2系统，氟磷灰石和β-硅灰石晶体呈谷粒状均匀分布在玻璃基质中，具有很高的机械强度和断裂韧性，并且能与人骨快速牢固的结合，是迄今为止最好的生物微晶玻璃之一。广泛应用于承重骨替代，脊椎假体、胸、额骨修复和骨缺损修复。常用的制备A/W生物微晶玻璃的方法是熔融法，采用该方法制备的生物玻璃密实无孔、比表面积

2、小。而多孔生物材料有优于一般生物材料的生物活性，多孔生物陶瓷材料中大量的孔隙结构有利于细胞组织的生长，因而具有良好的生物降解性能和骨传导性。在植入生命体后，新骨能够从材料周围不断向材料内部渗入，材料被分散、降解，两者的组成成分趋于一致，最终材料被新骨所取代。所以，考虑进一步提高A/W生物微晶玻璃的生物活性，本研究设计制备多孔的A/W生物微晶玻璃，以此来提高原有的A/W生物微晶玻璃材料的孔隙率，增大生物材料显微结构中的孔径，从而使人体细胞能够长入材料体内，和人体结合更紧密。这样的A/W生物微晶玻璃材料其显微结构和材料性能将

3、更接近于人体自然骨。以磷酸三乙脂、正硅酸乙酯、硝酸钙、硝酸镁、氟化钙为原料，采用溶胶-凝胶法制备A/W生物微晶玻璃粉体，制定合理的热处理制度可以制备得到多孔A/W生物微晶玻璃，利用X射线衍射分析，红外光谱分析，扫描电子显微分析对制备产物进行表征。采用造孔剂法对A/W生物微晶玻璃进行造孔，运用体外模拟实验检验多孔A/W生物微晶玻璃的生物活性。论文取得的主要成果如下：（1）当主要原料的摩尔配比为：磷酸三乙酯:硝酸钙:硝酸镁:正硅酸乙酯=1:3.1:0.6:2.5时，采用溶胶-凝胶法，经过热处理制度能够制备显微结构和晶相结构较

4、好的A/W生物微晶玻璃。（2）蒸馏水和乙醇的用量会影响溶胶-凝胶化的过程，当水和正硅酸乙酯的体积比为6时，凝胶形成时间最短；而乙醇的用量增加时，凝胶化时间也随之延长，所以，乙醇用量只要能够溶解醇盐即可。（3）当加入造孔剂量为20wt%时，制备的样品中存在孔径达30um的孔隙，而且此时的显气孔率为45.5%，接近于人体骨，天然人体的孔隙率为40%左右，由此可见，在粉体中添加20wt%造孔剂能够制备出显微形貌结构接近于人体骨的I成都理工大学硕士学位论文生物材料。（4）溶胶-凝胶法制备的微晶玻璃片在生物模拟体液中浸泡后，表面物

5、质为碳酸羟基磷灰石，而且在材料的孔隙中也有球状颗粒生成，说明多孔A/W生物微晶玻璃的生物活性较之没有孔隙结构的A/W生物微晶玻璃更好。关键词：溶胶-凝胶法，A/W生物活性微晶玻璃，多孔材料，生物活性IIAbstractPraparationofporosA/Wbioactiveglass-ceramicIntroductionoftheauthor:YaoXinjuan,female,wasborninSept,1978.whosetutorwasProfessorLinJinhui.ShegraduatedfromCh

6、engduUniversityofTechnologyinmaterialssciencemajorandwasgrantedtheMasterDegreeinJune,2009.AbstractA/WbioactiveisasystemofCaO-MgO-SiO2-P2O5-CaF2.fluorapatiteandβ-wollastonitecrystalswereuniformlydistributedintheglassmatrixlikegrains.withhighmechanicalstrengthandfr

7、acturetoughness,it’soneofthebestbio-glassceramicsandtobecombinationwithhumanbonesfastandfirmly.isbyfarthebestglass-ceramic,onebiological.Widelyusedinload-bearingbonesubstitute,prosthesisspine,chest,frontalbonedefectrepairandrestoration.CommonlypreparationofA/Wgla

8、ss-ceramicbiologicalmethodismeltingmethod,samplesthoughthismethodpreparedisnon-porousbioactiveglass,asmallsurfacearea.Theporousbiologicalmaterialshavesuperiorg