硅灰石复合磷酸盐骨水泥的制备及其性能研究硕士学位论文

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1、分类号：R318.04单位代码：10152密级：内部学号：2005080502009（2005016）大连工业大学硕士学位论文中文题目：硅灰石复合磷酸盐骨水泥的制备及其性能研究英文题目：TheStudyonthePreparationandPropertiesofCalciumSilicate-PhosphateCompositeBoneCements二级学院：化工与材料学院学科、专业：材料学研究生：李诺指导教师：王志强教授2008年4月关于硕士学位论文使用授权的说明论文题目：本学位论文作者完全了解大连工业大学有关保留、

2、使用学位论文的规定，大连轻工业学院有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。是否保密（），保密期至年月日为止。学生签名：导师签名：摘要摘要磷酸钙骨水泥（CPC），是一种新型的人工骨替代材料。CPC由粉剂和调和液组成，当粉剂和液剂调和成浆体后可在室温下自行固化，最后转变成与人体硬组织的结构和成分相似的羟

3、基磷灰石（HA）。由于其具有良好的生物相容性和任意塑形的特点，解决了生物陶瓷成型差的缺点，从而受到国内外生物材料研究者和外科医生的关注。但是，CPC因其强度低而在临床应用上受到了一定的限制，因此，如何提高磷酸钙骨水泥的强度是目前许多学者研究的重要课题。本论文以氧化钙和二氧化硅为主要原料，采用熔融析晶法合成了硅灰石，并采用不同的粉碎方法对硅灰石进行粉碎，对粉碎工艺进行优化。以磷酸四钙、α-磷酸三钙、磷酸氢钙、碳酸钙、羟基磷灰石和焦磷酸钙为原料，配制了钙磷比为1.50磷酸钙骨水泥基础配方，并在此基础上添加不同量的针状硅灰石粉

4、体，研究其加入量对磷酸钙骨水泥性能的影响。通过差热分析、XRD、SEM和光学显微镜方法对硅灰石的晶化条件、晶相组成和微观形貌进行了分析。研究不同粉碎方式对硅灰石长径比的影响。实验结果表明：熔融析晶法合成的硅灰石其主晶相为β-CaSiO3。对于不同粉碎方式，经气流磨粉碎后的硅灰石主要为针柱状结构，而介质搅拌磨破坏了硅灰石原有的针状结构，不适合生产大长径比的硅灰石。利用Gilmore针法测定骨水泥的初凝时间和终凝时间；用PHS-25数显pH计测定Ringer’s模拟液溶液的pH值；用微机控制电子万能试验机测定抗压强度；分别用

5、X射线衍射仪（D/MAX-IIIA型）和扫描电子显微镜（S-250MKII型）对样品的物相和显微结构进行分析与观察。实验结果表明：在磷酸钙骨水泥中添加针状硅灰石可以缩短凝结时间，提高抗压强度。当骨水泥中添加3％的针状硅灰石，其性能达到最佳。其初、终凝时间分别为14min和28min，样品在Ringer’s模拟液溶液中浸泡两周后抗压强度为49.23MPa，同时浸泡溶液的pH值变化幅度小（在7.3~7.8之间），接近中性；通过XRD和SEM测试结果表明：适量的针状硅灰石促进针状羟基磷灰石的形成，使骨水泥结构更为紧密，从而提高

6、骨水泥固化体的抗压强度。I摘要关键词：磷酸钙骨水泥；模拟液浸泡；针状硅灰石；焦磷酸钙；抗压强度IIAbstractAbstractCalciumphosphatecement(CPC)isoneofnewtypeofartificialbonesubstitutematerials.CPCarecomposedofpowdersandliguid.Aftermixingthecementpowderswithliquid,itwillself-setatroomtemperatureandformneedle-shape

7、dhydroxyapatite(HA)whichchemicalcomponentandstructurearesimilartothemineralphaseofhardtissue.CPCisattractiveinabroadrangeofclinicalapplicationforrepairingbonedefectsbythevirtueofhighbiocompatibilityandself-settingcapability.However,CPCarerestrictedinclinicalpract

8、iceforitslowstrength.Soit’sanimportantresearchingtopicformanyresearchersthathowtoenhancethestrengthofthecalciumphosphatecement.Inthisthesis,needle-shapedwollat