钛生物种植体表面羟基磷灰石生成技术发展现状
摘要：本文总结了现有的钛生物种植体表面羟基磷灰石生成技术以及这些技术的优缺点。并针对钛生物种植体表面羟基磷灰石涂层在制备过程中存在的界面结合强度以及膜层羟基磷灰石（HA）的分布密度等问题，进行归纳总结。
关键词：钛合金；羟基磷灰石；制备方法；发展现状
中图分类号：
文献标识码：
Development Status of Hydroxyapatite Generation Technology
of Titanium Bio-implant
Abstract: This paper summarizes the existing hydroxyapatite generation gechnology of Titanium bio-implant and the advantages as well as shortcomings.Furthermore,the key issues of hydroxyapatite coating preparation, such as coating/substrate interfacial bonding condition and the distribution density of hydroxyapatite in coating were discussed and reviewed.
Key words: Titanium Alloy ;Hydroxyapatite;Preparation Method;Development Status
1. 引言
钛及钛合金由于具有密度低、弹性模量低等优异的机械性能、优良的生物相容性、较高
1-。目前，钛及钛合金广泛应用于人体的耐腐蚀性，是目前最具有吸引力的金属生物材料[]2
硬组织材料（牙、骨和关节），然而将其植入到人体中存在结合强度低、生物活性差、愈合时间长等问题。首先对材料表面进行多孔粗糙化的处理有利于改善上述性能[]3。羟基磷灰石(HA)优点是生物活性较好，但强度低和韧性差。结合两者优势的钛基羟基磷灰石复合材料具有重要的科学研究价值和很好的临床应用前景[]4。
目前在钛合金表面制备羟基磷灰石薄膜的方法主要有等离子喷涂法、涂覆烧结法、溶胶一凝胶法、仿生溶液生长法等[]5,等离子喷涂法和涂覆烧结法最大缺点是制备过程中温度高，易使HA发生分解，导致涂层中产生杂质相，同时冷却时基底与涂层界面会存在很高的残余应力引起涂层剥落；此外等离子喷涂是线型工艺，用于多孔或形状复杂的基底上难以使涂层均匀一致。溶胶一凝胶干燥过程中易开裂；难以得到较厚的涂层；仿生溶液生长法由于纯金属基板无生物活性，因此常需要对金属表面进行预处理，目前还没有形成较佳方法[]6。Hitoshi Ishizawa和Makoto Ogino[]87，，曾研究钛的高压阳极氧化，得到含钙磷的氧化层，氧化层与钛结合强度40MPa。首先利用微弧氧化(MAO)技术，在钛及钛合金表面生成一层含有一定浓度钙磷的多孔氧化膜(钙磷陶瓷涂层)，然后对氧化膜进行再次处理，使其表面生成一层羟基磷灰石薄膜(HA)是目前研究较多的方法，有很大的发展前景。
2. 生物陶瓷涂层的制备方法
钛及钛合金表面改性主要从提高其生物活性、耐磨性、耐腐蚀性以及与人体细胞的结合强度等几个方面来进行。到目前为止，陶瓷涂层的制备方法有喷涂法、物理气相沉积及离子注入、化学气相沉积、化学法、电化学法、涂覆熔覆法等，各种制备方法及其原理、特点和应用归纳如下。
表1 钛合金表面生物陶瓷涂层制备方法和特点
[]9
虽然表1中所列的制备方法繁多，但都或多或少的存在问题。等离子喷涂法为目前商业化应用比较成功的涂层制备方法，适用于工业化生产。但由于涂层与基体性能相差较大和热膨胀系数的不匹配等原因，使得涂层会在服役过程中产生脱落现象[]10；同时等离子喷涂法制备HA 涂层时，高温作用易使HA 发生分解，在涂层中会产生可体内降解的杂相和非晶HA 等，这些还会影响HA 涂层的稳定性[]11。涂覆烧结法与等离子喷涂法具有相同的缺点。溶胶－凝胶低温生成的HA 与基体结合强度不高，容易产生剥离、溶解，难以得到较厚的涂层，且在干燥过程中易开裂；仿生溶液生长法由于纯金属基板无生物活性，因此常需要对金属表面进行预处理，目前还没有形成较佳方法。
分类
制备方法 原理 特点 应用 喷涂法 等离子喷涂、爆炸喷
涂、高速氧焰燃烧喷
涂法 利用高温将涂层材料加热到熔融和半熔融状态，并将其高速碰上沉积到钛合
金表面
工艺简单；高温时涂层与基体结合能力较差；涂层易相变，成本偏高。 HA ，生物活性玻璃，玻璃陶瓷等。 物理气
相沉积
及离子
注入法
磁控溅射、脉冲激光沉积、离子束溅射沉积、离子注入法、离子束动态混合 通过蒸发、溅射和电离等过程，使离子或粒子沉积或射入钛合金表面形成涂层 涂层与基体结合较好；形成涂层较薄。 HA 、TiO 、C 或N 膜等。 化学气
相沉积 化学气相沉积法 在气态条件下发生化学反应，生成固态物质沉积在
固态基体表面
形成薄膜，生成温度低。 无定形碳(a-C ：H)等 化学法 磁热处理法、酸碱两
步化学法、双氧水处
理法，表面诱导矿化
法
用酸碱等对钛合金表面进行化学处理，再浸入模拟体液中形成涂层 设备简单，成本较低；结合强度较低，步骤复杂，费时。 HA 或钙磷层等生物活性涂
层材料。 电化学
法 电沉积技术、电泳沉积、阳极氧化法 将钛合金作为阴极活阳极，在含有钙离子及磷酸
根离子的电解液中进行电
解 涂层均匀、制 备过程简洁 快速、条件温 和；结合强度
较低。
HA 等生物活性涂层材料。 涂覆熔
覆法 溶胶-凝胶法、涂覆烧结法、激光熔覆
法、放电等离子烧结
法 将涂层铺压、涂覆或浸涂于钛合金基体的表面，然后通过烧结等方法形成涂层 工艺比较简单，但温度过高会影响基体性能。 HA ，生物活性玻璃，玻璃陶瓷等。
微弧氧化法(MAO)是国内近几年引进开发的一种表面改性新技术，属于电化学方法中的阳极氧化法，是目前具有较好发展前景、较大研究价值的涂层制备方法之一。一般情况下(以钛及钛合金为例)，MAO可以在钛及钛合金表面生成一层含有一定量钙磷元素的多孔氧化物陶
瓷膜，这种陶瓷膜的表面具有微孔结构。Hench等[]12研究表明：多孔形态有利于成骨细胞核
13，研究发现，富含血液循环，促进骨组织生长，改善种植体与骨组织的结合。Hanawa等[]14
钙、磷的钛种植体可促进成骨细胞的繁殖，加速骨组织的形成。这些都说明，通过MAO技术形成的陶瓷涂层具有较好的生物活性，可有效的提高生物相容性和骨诱导性，缩短愈合时间。
目前，微弧氧化法仍处于研究阶段，膜层生成机理尚不明确，对膜层各方面的控制条件，诸如电参数，电解液配方以及电解液中相应元素浓度等方面还没有一个比较有说服力的数据。这种方法仍需要多方面的研究，以期在技术成熟的前提下，大规模应用于临床医学。
前面提到的一些陶瓷涂层的生成方法，只是作为生成羟基磷灰石涂层的一个预处理。3. 羟基磷灰石（HA）的生成方法
羟基磷灰石是一种重要的活性材料，能够与活体骨组织进行很好的结合。HA(钙磷比1.67)与人体牙和骨组织无机制的结构成分(钙磷比1.5)十分接近，具有良好的骨细胞传导性和成骨性，但其强度低且韧性差，从而限制了HA直接用于临床医学。
目前，对于羟基磷灰石的应用，主要是将其依附在钛及钛合金等一些具有良好机械性能、较高的耐腐蚀性以及密度较低、具有一定生物相容性的金属或合金上，作为与人体骨细胞的直接接触层应用于临床医学。
本文作者通过对相关研究人员发表的文献资料以及自身研究条件下进行的研究，总结出目前比较具有发展前景的三种在钛及钛合金表面生成羟基磷灰石涂层的方法，以供参考。3.1 水热处理法促生HA
水热处理法是将经MAO处理后的试样置于密闭的压力容器内，让液态全部浸过试样，用溶液(一般用去离子水或氨水)作为介质，通过对容器加热，在高温高压下使物质重结晶，然后再经适当的冷却以获得含有HA的涂层。微弧氧化可以在钛合金表面得到微孔状原位生长的陶瓷膜，并且Ca、P元素以无定形态存在其中，经水热处理可得到原位生长的羟基磷灰石涂层。这种方法获得的羟基磷灰石涂层结合强度高，而且结晶较完整，具有良好的生物活
16，在不同温度水热处理下得到的HA晶体具有不同的表面形貌和钙性[]15。西安交大张勇等[]17
磷比，水热处理后表面得到1～2 μm厚的具有较好结晶性的HA层。第四军医大学张玉梅[]18发现钛表面经过微弧氧化及水热处理后表面特征发生改变，表面能升高，使细胞的早期附着率增大，细胞在材料表面的骨架蛋白表达形态发生改变。
由陈柳珠等[]19等的研究可知，水热处理的时间和温度对HA的生成和形态都有影响，而且不管是用去离子水还是用氨水作为介质，随着温度的提高和时间的延长，HA颗粒会长大。但以去离子水作为介质，HA在长轴方向生长较快，而用氨水作为介质，HA在各个方向的生长速度相当，而且得到的HA颗粒比用去离子水得到的颗粒细小均匀。
3.2 电泳沉积法促生HA
电泳沉积(EPD)是指电泳和沉积两个过程的结合。电泳是指在外加电场作用下，胶体粒子在分散介质中做定向移动的现象；沉积是指微粒聚沉成较密集的质团。这种方法是配制含有HA微粒的电解液，将经由MAO处理后的试样放入此电解液中，仍通过微弧氧化装置进行
处理，以使得HA微粒在MAO陶瓷涂层表面进行沉积，从而获得HA涂层。
T iO复合涂层，形成的由马楚凡等[]20的研究可知，通过MAO-EPD复合方法可以获得HA/
2
复合涂层中，HA的含量从内到外呈现梯度变化，避免了涂层内部出现应力集中，而且生成的涂层具有较好的生物相容性和一定的生物活性。
3.2 La元素催生法促生HA
由黄勇等[]21的研究可知，可以通过La诱导生成羟基磷灰石生物活性多孔膜层，膜层的厚度以及结合强度随La在电解液中的浓度而变化，膜层表面物相主要为结晶度较高的羟基磷灰石，同时膜层中含有少量稀土元素La，且复合涂层具有较好的生物相容性。
这种方法是在含有钙盐及磷盐的电解液中加入一定量的硝酸镧(或其他镧盐)，经MAO对钛及钛合金进行氧化处理，可直接得到含有HA的生物陶瓷涂层。此方法的临床医学实用性还有待于进一步的研究。
4.生物活性陶瓷膜层目前存在难题分析
以钛及钛合金为基体的生物活性HA陶瓷膜层，在界面结合强度以及膜层羟基磷灰石（HA）的分布密度以及膜层厚度方面仍存在很多问题。随着MAO技术的发展，膜层结合强度方面的问题已经得达到了预期效果。然而经由MAO生成的氧化膜的结构以及膜中钙磷的分布，直接影响着HA与膜层的结合强度以及HA在膜层中的分布情况，而且氧化膜的厚度控制条件尚不明确，也使得通过MAO方法获得HA涂层的广泛使用受到限制。
目前，虽然各种方法都能获得具有一定生物活性以及生物相容性的陶瓷涂层，但各种方法的控制条件仍处在研究阶段，仍需要深入的研究，以期能够用于大批量生产，满足患者对人工植入体的需求。
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随着种植牙技术的不断发展和被医患者广泛的认可，种植牙技术也早已突破了单一化的水平，呈现多元化发展。目前，全球约有300种种植牙系统，面对众多种类你是否迷惑？ 怎样的种植体才适合你？这里先介绍临床上最常见的六大种植体系统，简要特点对比如下： 1、Nobel Biocare（瑞典诺贝尔种植体） 国际领先 品牌优势：超过40年的临床应用，历史悠久，世界级口碑 快速种牙：旗下的Nobel Active系列，为即刻种植、即刻负重的设计典范 微创舒适：微创手术模式，手术轻松，术后反应小 2、 ICX（德国种植体） 精工杰作 安全坚固：ICX-templant?采用四级冷作钛变体，生物相容性和力学性能优异 经典荟萃：设计体现了平台转换、超亲水性表面特性，仿生式螺纹等当代种植体的关键理念，成功率达到99.27% 适用广泛：完善的种植体系，满足各种骨质条件的种植修复 3、ITI（瑞士种植体） 国际牙种植联盟推荐 简单精准：按照“手术导板”制作的义齿种植体和修复体将完全符合口腔比例，使手术时间短，且更精准安全 微创可视：电脑自动化处理口腔三维CT数据，制作出可视化的“手术导板”后，医生和患者均可预先看到精确的手术模型和种植效果，方便术前沟通，无异议即可进行一次无切口、不翻瓣、无缝合的微创手术，治疗过程无不适感，不影响日常生活和工作 适用广泛：全口或半口缺牙、缺牙的后方没有真牙、前牙脱落等 4、DENTIS（韩国种植体） 媲美欧美，奥齿泰登特司植体都是很优秀植体品牌 性价比高：具备当今植体的先进理念，Superline将根型植体的优点体现得淋漓尽致，品质卓越 安全稳定：成熟的表面处理，生物相容性好，性能稳定 即刻首选：宽颈、三重锥度和螺纹的设计，具有杰出的初期稳定性，4~6颗种植体即可实现全口修复 5、Cortex（以色列种植体） 国际认可 即刻种植：Dyamix及Saturn均有优良的初期稳定性，疗程短，手术次数少 简单快捷：创新的设计，独特的一体化包装，操作简便 6、BICON（美国种植体） 最佳外观 即刻种植：采用国际领先的"数字全息即刻种植牙技术"，革命性改变了21世纪的口腔种植系统 最佳外观：种植过程安全、快速、精准，能促进牙龈健康，尤其适用于那些希望获得最佳外观效果的植牙患者
羟基磷灰石研究进展 摘要：由于羟基磷灰石( HA) 不但与人体骨骼晶体成分和结构基本一致,而且其生物 相容性、界面生物活性均优于医用钛、硅橡胶及植骨用碳材料等植入医用材料,另外有极好骨传导性和与骨结合的能力, 无毒副作用, 无致癌作用,所以被广泛用作硬组织修复材料和骨填充材料的生理支架以及疾病、意外事故中的骨修复材料。同时，羟基磷灰石具有良好的生物活性,具有特殊的晶体化学特点，是较好的生物材料,被广泛应用于骨组织的修复与替代技术.目前,羟基磷灰石涂层的制备方法有等离子喷涂法、激光熔覆法、电结晶液相沉积法、溶胶-凝胶法等。对于制备要求较高、具有表面活性的吸附材料羟基磷灰石而言,溶胶- 凝胶法是较为合适的方法,本文羟基磷灰石涂层进行了研究。主要从羟基磷灰石的合成制备,复合材料涂层种类及HA涂层影响因素，应用等方面对羟基磷灰石进行介绍，并对其进行研究展望。 关键词：羟基磷灰石制备复合材料涂层研究进展 前言 羟基磷灰石是一种磷酸钙生物陶瓷, 与人体自然骨和牙齿等硬组织中的无机质在 化学成分和晶体结构上具有相似性，是一类重要的骨修复材料,分子式为Ca10 ( PO4) 6 ( OH ) 2 , 简写为HA 或HAP,Ca/ P 物质的量比理论值为1. 67, 属磷酸钙陶瓷中的一种生物活性材料。从分子结构( 如图1) 可以看出, 它易与周围液体发生离子交换。HA 属六方晶系, 空间群为P63/m。其结构为六角柱体, 与c轴垂直的面是一个六边形, a、b 轴的夹角为120 °, 晶胞常数a= b= 9. 324 A , c= 6. 881A 。单位晶胞含有10 个 [ Ca]2+、6个[ PO4]3-和2个 [ OH]-, 这样的结构和组成使 得H A 具有较好的稳定性。 磷灰石是自然界广泛分布的 磷酸钙盐矿物，根据其结构通 道中存在的阴离子的种类, 可分为氟-、氯-、羟磷灰石等 不同亚种矿物。其中，羟基磷 灰石(hydroxyapatite，缩写为 HA或HAp)的研究和应用最 广泛。羟基磷灰石是人体和动 物的骨骼和牙齿的主要无机 成分，具有良好的生物相容性和生物活性，HA材料对动物体人体无毒、无害、无致 癌作用，可增强骨愈合作用，能与自然骨产生化学结合，HA植入人体后对组织无刺 激和排斥作用,能与骨形成很强的化学结合,用作骨缺损的充填材料,为新骨的形成提供
目录 摘要： ............................................................................................................................. - 1 - 关键词：.......................................................................................................................... - 1 - 引言................................................................................................................................. - 1 - 微生物与食品的关系 ....................................................................................................... - 2 - 1.1微生物在食品中应用的利与弊............................................................................ - 2 - 1.2微生物快速检测技术与人类健康........................................................................ - 2 - 2、微生物与工业的关系.................................................................................................. - 3 - 2.1微生物对工业发展的意义................................................................................... - 3 - 2.2新兴微生物技术 ................................................................................................. - 3 - 2.3新兴微生物技术的优势与人类健康 .................................................................... - 4 - 3、微生物与农业生态环境 .............................................................................................. - 4 - 3.1 二十一世纪农业生态环境面临的问题................................................................. - 4 - 3.2解决农业生态环境问题的措施............................................................................ - 4 - 3.2.1有效微生物技术 ....................................................................................... - 4 - 3.2.2微生物肥料 .............................................................................................. - 5 - 3.2.3土壤微生物 .............................................................................................. - 5 - 3.2.4微生物循环农业 ....................................................................................... - 5 - 4、微生物与医药卫生的关系 .......................................................................................... - 6 - 4.1微生物病源菌给人类带来的灾难........................................................................ - 6 - 4.2微生物与人类的关系 .......................................................................................... - 6 -
2010-2011 第2学期《生物医用材料》期中考试 姓名： 学号： 学院： 专业： 班级： 任课老师：
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各品牌种植体的介绍 目前国内口腔市场的种植体虽多，大多为韩国品牌，他们主要以模仿欧洲种植体为主，理念虽然有但是毕竟工业制造发展时间短，有些工艺上只能接近欧洲品质，他们也拿不出科学分析报告来证明自己，存留率不高，不过韩国品牌推广营销做的好，国内医生也很多习惯用他们的工具，不过前景不乐观，现在已经越来越多德国欧洲品牌进入中国。 德国ICX的核心人员都曾作为诺贝尔的核心技术研究人员，掌握各大种植体制造工艺的精髓，结合世界三大种植体领导产品的优点，融入创新的理念，以德国精湛工艺创造了ICX 种植体，媲美士卓曼、诺贝尔的品质，并有着价格上的优势，有三十多个国家地区的临床经验，现已在亚太地区登录，并格外注重中国市场发展。 鉴别种植体的好坏主要在于判断种植体表面处理，材质以及内部构造 1、表面处理 “士桌曼”的表面处理技术被公认为最好的，ICX的表面处理跟他的bone level系列一样，S.L.A大颗粒喷砂加酸蚀。实验证明我们ICX的表面处理工艺媲美士桌曼，而耐疲劳强度比士桌曼还高。 ICX-templant?Straumann?Bone Level以及其他13个种植体品牌的耐疲劳强度测试结果： 诺贝尔的TiUnite钛易耐表面处理，则为105.1（注：测试结果越小越好）目前市场上的种植体大多还是以单纯喷砂为主，包括奥齿泰。个别品牌，例如韩国登腾是S.L.A，他们的数据检测无法跟ICX和士桌曼相比。 良好的亲水性是骨结合的重要因素，能够缩短愈合周期，提高种植初期的稳定性，同时
更适合即刻负重和早期负重登手术方式。 水接触角检测 测量方式和误差：取中间值，误差不超过3° 液体大小：1μ 测量仪器：OCA15plus 测量日期：20.5.2011 根据测试结果显示，ICX和士桌曼表面水接触角最小，具有优良的亲水性 2、材质 与人体相溶最好的金属为纯钛，但由于钛的物理强度不够。一般市面上采用的都是钛合金。ICX采用的是冷作钛变体，即纯钛经过冷作加工，增加物理强度。选材和工艺与诺贝尔是一样的，而诺贝尔是以其材质加工工艺“钛易耐”TiUnite，即冷作钛变体。而费亚丹，Astra，士桌曼都是采用钛2级的，物理强度没ICX好。 3、内部结构 1、Astra Tech来自瑞典的种植体，其名气跟士桌曼，诺贝尔并列为世界五大种植体。其优 点在于内部构造不但精密，而且独特的内部结构设计，尤其是其11°内锥机构，经过无数的临床检验报告证明，内锥结构有利于种植体的稳定性，此特点ICX同样具备。ICX 深层次锥形封闭架构，植体和基台紧密的密封嵌合，微间隙度仅为0.40μm，有效阻止微动和微漏。 ICX-templant表面扫描电镜分析
钛种植体表面处理方法 1.表面加成法运用等离子喷涂技术，将材料增加到种植体表面的方法，称为表面加成法。等离子喷涂是利用等离子枪产生直流电弧将材料加热熔融后高速喷射到金属表面 而形成涂层。下面主要介绍钛浆涂层（titanium plasma sprayed，TPs）和羟基磷灰石 涂层（hydroxyapatite sprayed，HAp）两种表面处理方法。 （1）钛浆涂层表面处理：TPS处理方法也称为钛浆喷涂或钛浆等离子喷涂涂层。它 是以15000℃左右的高温气体、600m/s的速度，将部分熔融状态下直径0.05～0.1mm 的钛浆噴射到种植体表面，在融合固化后形成0.04-0.05mm厚度的钛浆喷涂层。即在 高温下，将熔融状态的钛金属液滴快速喷射于种植体表面并附着其上，形成疏松粗糙 的表面。在电镜下，该涂层呈圆形或不规则的微孔，并互相贯通。 1）优点： TPS处理后，相比光滑表面，种植体表面积可以增加6倍，负重能力提高25％-30％，疏松粗糙的表面结构在三维空间上相互联系，增强骨的黏附性和骨结合 能力，有利于促进骨生成，使种植体能更快地获得初期稳定性，从而可以适当减少种 植体的长度。 2）缺点：TPS表面有时会出现粗糙度不均匀的现象，具体表现在有的部位过于粗糙，有的部位仍是光滑面，由此对种植体-骨结合和初始稳定性会产生一定的影响。另外，制作涂层时过高温度所产生的应力反应有可能造成涂层开裂和剥脱。在种植体植入过 程中也会出现因净擦而产生金属颗粒脱落现象。 （2）羟基磷灰石涂层表面处理： HAp属于生物活性陶瓷类材料，其表面存在轻度的 生理溶解性，与组织细胞膜表层的多糖、糖蛋白等可通过氢键相结合，并能与骨组织形成骨性结合。HAp与骨的结合能力要优于其他种植体材料表面与骨的结合能力。HAp结晶微粒在导人超高温的等离子火焰后熔融雾化，并以高速均匀的气流喷涂在钛 金属种植体表面，冷却后， HAp颗粒与钛金属表面粘接，形成涂层。涂层厚度从 50μm到几毫米。涂层与种植体表面的粘接强度可达到10-20MPa，为了增强涂层的固位力，可以通过喷砂将金属种植体表面作粗化处理。 1）优点：HAp涂层有助于维持种植体-羟基磷灰石-骨之间的机械和化学性结合的稳定性，促进早期骨形成。HAp涂层表面处理可将HAp骨诱导性与钛金属良好的机械性 能相结合、扬长避短，克服HAp材料自身机械性能不足的缺点，发挥其促进骨形成 的特性，有效提高种植体早期负重能力。 2）缺点:：①涂层有孔隙，界面处存在残余应力；②高温下HAp比较容易降解； ③由于HAp与钛的热膨胀系数相差较大，因此，当材料由高温至室温的冷却过程中，涂层内产生的力易导致涂层剥脱或断裂等现象；④涂层与种植体之间粘接强度不足 而导致涂层脱落和颗粒释放。上述这些因素都可能会对骨结合产生不利的影响。 2.表面减去法表面减去法是指通过一定方法对种植体表面进行刻蚀，使其表面形成凹陷、产生粗糙的种植体表面。下面主要介绍喷砂和酸蚀（sandblasted and acid-etching，SLA）以及可吸收性研磨介质（resorbable blast media， RBM）两种表面处理方法。
由羟基磷灰石、氟磷灰石、磷酸三钙和碳酸磷灰石等磷酸钙盐或其复合物构成的生物陶瓷。Ca/P原子比和材料结构决定其表面是否具有生物活性或生物可吸收性。 羟基磷灰石和磷酸三钙等磷酸钙类生物材料与脊椎动物骨和齿的主要无机成分十分相近，具有良好的生物相容性，植入骨组织后能在界面上与骨形成很强的化学键合，各国学者均给予广泛关注，是临床医生喜用的医用材料。目前，医用的磷酸钙粉末是用分析纯化学原料人工合成的，其主要制备方法有在高温下反应的干式方法与在溶液中进行沉淀反应的湿式方法。传统的磷酸钙粉末制备方法均很难得到力学性能好的磷酸钙陶瓷，这就限制了磷酸钙陶瓷材料作为承重骨的应用。因而有必要寻求一些合成及改性的新方法。冲击波技术作为材料制备、活化、改性等的研究手段，正日益受到人们的重视，它具有能产生高压、高温及作用时间短等特点，在材料研究中占有独特的地位。凝聚态物质经冲击波作用后，位错密度大大增加，表面能明显提高，化学活性增加，可显著改善粉体的烧结性能及反应活性。在冲击波作用下固体粉末混合物间相互碰撞、挤压、摩擦和穿透，能使晶粒粒度减小，分布均匀，达到细化与均化的目的。同时，在冲击波的作用下，固体颗粒发生高速运动，使其扩散速度是一般条件下固相反应中扩散速度的几倍，大大提高了反应速度，是一种合成超细粉末材料的新方法。因此，本研究提出了用冲击波技术合成磷酸钙
陶瓷粉末及对磷酸钙粉末活化改性这一新的研究课题，以制备力学性能优良的磷酸钙人工骨材料。经查新表明在国内外的相关文献中关于这一领域的研究还未见报道，本研究将填补这方面的空白，具有较大的科学价值和实际意义。本研究用冲击波方法处理CaCO3与CaHPO4·2H2O的混合物制备出了羟基磷灰石粉末。冲击波实验装置采用接触爆轰柱面装置，使用硝基甲烷液体炸药时，其炸药厚度应在20mm厚左右，既能顺利引爆又能保证样品的完整回收，所产生的初始入射压力约为16GPa，这种装置比现有用冲击波技术制备磷酸钙块状材料专利所用装置更简单、处理样品的量更多。与传统固相反应法相比较，冲击波合成的HA粉末有与之相似的晶体结构和组成，而且其粒度更细，分布更均匀，内部存在着大量的晶格畸变，有更高的活性。X射线衍射数据分析表明，用冲击波方法合成的HA粉末，其布拉格角队宽化度刀及晶面间距d三个参数均与动物骨的参数更为接近，作为骨修复和替换材料应用更为有利。用冲击波方法合成的HA粉末为含cO32一离子的碳酸盐轻基磷灰石，其钙磷含量的比值为1.65，与人骨的结构、组成相似，植入人体后更有利于促进骨的生长和骨性结合。作者认为冲击波合成方法是制备HA 粉末的一种有效的新方法。所制备的HA粉末与焙烧方法获得的HA粉末相比，在粒度分布、表面活性以及结构参数等方面具有更有利的优势。但是，冲击波方法合成HA粉末的具体反应机理、合适的反应条件以及反应条件与HA粉末的性能间的关系还可以
种植体品牌 This manuscript was revised on November 28, 2020
※种植体品牌 1.诺贝尔种植系统 Branenark种植体的结构是一种典型的埋植型两段式种植系统，即首次手术将植入体埋入颌骨后逢合黏膜切口，使植入体在封闭环境中完成骨整合(上颌平均为6个月，下颌平均为3个月)后，再施行第二次手术，显露种植体，安装基台。第二次手术1-2周后即可印模开始修复体制做程序。Branenark种植系统在长期观察成功方面具有无可争议的领先地位，是最经典的成功的种植系统。该系统的种植体系统用纯度达到99.75%的纯钛(其它成份组成为：铁 0.05%，氮0.03%，碳0.05%，氢0.012%)制成。从结构上看，Branenark种植体表面是精细的螺纹起伏的结构，从而使其表面积因螺纹状结构起伏而增大螺纹状结构，也使得外科植入时，较易旋入就位。螺纹结构的设计经过严格的生物力学分析和测试，使之自然地增加表面积的同时，通过螺纹状结构分配了受力，Branenark 种植系统是经典的种植系统，其极高的成功率及一整套标准、系统的外科植入技术及修复设计制作方案作为口腔种植的标准操作规范。 2.ITI种植系统 自从1974年以来，此系统已经成功地得到应用，并且积累了大量的临床文件资料。ITI可以说是非理植型两段式种植体系统的代
表，一期手术后暴露于口腔在非覆盖状态下愈合。勿需二期手术，在骨整合完成后可直接接上基台完成修复。 经机械加工的四级钛。由商业纯钛(4级ISO5832/1)制成。与~3级钛相比，氧和铁的含量增加。其机械性能有所改善。由于存在钛浆等离子涂层(TPS)致使骨接触面积增加。所有ITI种植体的表面均有含有显微孔隙的钛浆等离子涂层，刻涂层的表面粗糙度纺20m，厚度约20-30m。该涂层使表面积及骨整合的百分率增加，并使其抗脱位力明显增加。光滑的机加工颈部。ITI的穿龈颈部为杯形，为光滑的机加工表面，设计者认为这有利于颈部软组织的附着及预防牙周软组织的感染。 种植体位置的精确和标准化的准备工作可达到初始稳定性。我们应用后也体会到，该系统精确设计的骨预备方式在达到较理想的初期稳定性方面。较其他种植系统容易且可靠。 3.费亚丹种植系统 经过40多年的临床使用及不断改进，发展成为IMZ TwinPlus 种植系统。1978年Frialit-1种植系统问世，该种植系统为陶瓷阶梯柱状种植体，其阶梯状外形模仿了天然牙根的锥状外形。该类种植体推出后早期的失败率较高，随种植学研究的进展，钛制种植体逐渐成为市场上主流的种植体类型，该系统及时地于1991年推出纯钛制造的Frialit-2医用阶梯种植体系统。采用医用纯钛，商品有3种表面处理方式：钛喷涂(TPS)，羟基磷灰石喷涂(HA)与螺纹加表面粗化处理(喷砂加酸蚀SLA)。该系统种植体外观类似天然牙根的
医用钛及钛合金种植体材料的研究进展 【摘要】从钛及其合金的成分、组织与性能、钛表面的腐蚀与离子释放、钛及其合金的组织反应和钛的表面活性化处理等四个方面综述了近几年有关钛及其合金种植体材料的研究进展,提出具有合适粗糙度、表面离子释放少的活性表面设计和制作将是今后的重要研究方向之一。 现代科学技术的进步已使得人类能够进行改造和创建新的生命形态，器官的人工化成为当今医学科学的尖端技术之一。其潜在的核心是医用生物材料的开发，医用生物材料的发展将使人们把处理人体失去功能组织的方法由组织去除、组织替代最终实现组织重建[1]。目前，生物材料的世界市场份额已超过120亿美元，而且由于社会的进步、技术的发展和人口老龄化的加剧，它正以7％的速度增长[2]。由于其广阔的应用前景，日本、意大利、美国等发达国家投巨资支持生物材料的研究和开发，我国亦加大了对生物材料领域的资助力度，以对抗激烈的国际竞争。人工牙、人工关节和人工骨等硬组织替代材料在医用生物材料的应用中占有较大比例,并以较快速度增长[3]。 在人工种植体的研究和应用中，钛、钛合金及其磷灰石涂层复合材料一直倍受关注。磷灰石生物陶瓷由于具有良好的生物活性和生物相容性,作为涂层材料，它能促进种植体与骨形成骨性结合，降低种植体金属离子向人体的释放和保护金属表面不受环境因素的影响。对于多孔金属种植体，能够促进骨长入[4]。因此，钛与钛合金表面热喷涂磷灰石涂层种植体材料因其优异的早期临床效应而在研究和应用中日益得到重视[5～10]。但由于金属―陶瓷界面的存在以及喷涂所引起的结晶度的降低，羟基磷灰石的分解与表面粗糙度的提高会导致涂层的剥离[11～13]和植入后涂层表面的溶解[14]，从而影响种植体的长期效果。因此不少学者近年来积极开展了新型钛合金及钛表面活性的研究。与传统的不锈钢和钴基合金相比，钛及其合金由于具有低密度、低模量、高强度、优异的生物相容性和耐腐蚀性等特点而在生物材料领域获得越来越广泛的应用，而且钛在地壳中储量丰富（0.6％,在所有元素中排第9位，在常用金属元素中仅次于铁、镁、铝排第4位），具有进一步开发的潜在优势，是理想的、应用前景广阔的生物医学工程材料。本文从钛及其合金的成分、组织与性能、钛表面的腐蚀与离子释放、钛及其合金的组织反应和钛的表面活性化处理等4个方面综述了近几年有关钛及其合金种植体材料的研究进展。 1钛及其合金的成分、组织与性能 工业纯钛（commercially－puretitanium,CPtitanium）共有4个级别，溶有不同量的H,O,N,C 和Fe。1～4级Ti最大含O量分别为（wt）0.18％,0.25％,0.35％和0.40％;最大含Fe量分别为0.20％,0.30％,0.30％和0.50％。所有4个级别的Ti中N,H,C的最大浓度分别为0.03％,0.015和0.10％[15]。Ti有20余种合金，为临床使用提供了选择的余地。Ti及其合金具有α，β两种同素异形体[16]。有研究表明Ti－6Al－4V合金中的V有毒性和不利的组织反应[17]，Al会引起神经紊乱[18],因此，人们研究和开发了不含Al,V的β型钛合金[19,20]。常用的新型医用纯钛及其合金种植体的成分、组织类型和力学性能汇总如表1所示。 2钛表面的腐蚀与离子释放 Akahori等认为金属生物材料中钛及其合金之所以具有最好的生物相容性，是因为其表面能形成一层极稳定的相－TiO2[22],氧化膜的存在还使钛合金具有优异的耐蚀性[21]。新鲜钛表面可快速形成5～10nm厚的氧化膜，在一定条件下该氧化膜可以生长[15]。可形成的氧化物包括TiO2,TiO,Ti2O3等，有研究者认为其中TiO2最常见，也有人认为Ti2O3占主导地位[23]。Ducheyne等人的研究表明，尽管钛表面被一层热力学稳定的氧化膜覆盖，但植入后钛仍向周围组织和体液释放出腐蚀产物[24]。这种腐蚀产物可引起组织细胞的变性和坏死、非特异性炎症、过敏反应，甚至导致肿瘤的形成[25]。Espoeito等研究者在分析了失败种植
请教: 哪个学校或研究院所可以在钛合金表面采用等离子体的方法喷涂羟基磷灰石涂层,要求厚度在50微米,结合强度在30MPa. 公司去做，他们有一台全进口的等离子喷涂系统。在10年前就已喷过了这个材料的，当时是某大学的4个博士搞的一个课题。他们经常帮外面接活做的，全国都有的，收费也比较合理的 等离子喷涂设备在医学界的应用 等离子喷涂羟基磷灰石涂层-钛基牙种植体 等离子喷涂设备技术特点 ＳＸ-60/80型等离子涂设备是在引进吸收PT-A3000和METCO-9M等离子喷涂设备的基础上研制成功的，其设备总体水平与METCO-9M相当。?热喷涂快速制模?操作简单、工作稳定、燃耗低、涂层性能好的特点。 功能特点：测控温度范围-4.9℃—94.9℃，显示分辨率达到0.1℃，控制灵敏度0.1℃，偏移量范围-0.5℃—10℃，使用AC220V电源输入电压，仪表使用环境：相对湿度≤90%RH，温度在0—45℃无腐蚀防水环境。 等离子喷涂设备成套构成 设备包括：①主电源②控制柜③转接箱④送粉器⑤喷枪⑥热交换器
等离子喷涂功能加工: 等离子喷涂功能加工:1、工业行业--喷涂高性能陶瓷涂层，涂层材料包括氧化铝、氧化铬、氧化钛、硬质合金等。 2、医学界--等离子喷涂羟基磷灰石涂层-钛基牙种植体该产品性能结构由TC4钛合金基体和羟基磷灰石涂层组成。产品适用范围：用于永久性口腔修复中种植牙根。医药行业标准 等离子热喷涂在国民经济中的应用领域 机械制造、机电、航空航天、能源水利电力、矿山冶金、石油化工、市政建设、大型钢结构、、染印、造纸、印刷机滚筒、医学界、建筑汽车镀膜靶材等机械设备热喷涂加工精磨镜面抛光、恢复尺寸修复防腐防磨保护喷涂层、现场施工。 服务与质量承诺： 1、免费包设备安装调试与操作人员培训。设备有质量的安全保用期. 2、我们的质量方针是：“以满意的产品，真诚的服务，鲜明的特色，满足顾客的需求”。 3、企业设有完善的售前售中售后的服务体系，公司还提供保用期后的保养、维修等服务(只收取相应之成本费用)。 4、我们将为您提供热情准确及时到位的服务，努力满足和超越您的期望与需求。请及时与我们联系。 医学界特别注明： 等离子喷涂羟基磷灰石涂层-钛基牙种植体(商品名：BAM牙种植体)产品标准:YZB/国0184-2006 《等离子喷涂羟基磷灰石涂层-钛基牙种植体》,产品性能结构及组成:该产品由植入牙槽骨内的根部及用以装设义齿的基桩所构成。按产品形态可分为圆柱状、螺旋状和叶片状类别，按结构又可分为基桩不可拆卸和基桩可拆卸两种类型。包装为灭菌包装和非灭菌包装。,等离子喷涂羟基磷灰石涂层-钛基牙种植体(商品名：BAM牙种植体) 羟基磷灰石涂层hydroxyapatite coating 利用热喷涂、沉积或烧结等不同方法，在金属、陶瓷或其他材料基体表面上形成的羟基磷灰石(HA)薄层． 等离子喷涂plasma spraying 热喷涂工艺的一种，是使用非转移型电弧作为热源使气体离子化，从而产生高达10 000℃以上的高温，使通过喷枪送人等离子焰的喷涂材料粉料熔融或表面熔融并高速喷射到基体表面上形成涂层的方法． Plasma sprayed hydroxyapatile coated titanium dental implant HA涂层钛合金生物固定型人工髋关节
《生物医用材料》期末论文 学院：材料与化工学院 专业：材料科学与工程 学生姓名： 学号： 任课教师：唐敏 2010年6月20日
羟基磷灰石在生物医用材料中的研究进展 材料与化工学院07材料科学与工程卢仁喜 摘要:羟基磷灰右是一种优质的医用生物材料，在生物医用材料和医学研究领域有着广泛的应用和研究。本文在综合了一些文献的基础上，对羟基磷灰石在生物医用材料的研究上做了总结和概括，并且提出了一些自己的看法。 关键字：羟基磷灰石生物医用材料进展 1.引言 生物材料(biomaterials)是对生物体进行治疗和置换损坏的组织、器官或增进其功能的材料。随着材料科学、生命科学与生物技术的发展，越来越多的生物材料得到广泛应用，人们开始在分子水平上去认识材料和机体问的相互作用，力求使无生命的材料通过参与生命组织的活动，成为有生命组织的一部分。其中金属材料、生物陶瓷材料、高分子材料、聚合物及其复合材料是应用最广泛的生物材料。近年来，常用的骨骼替代品是金属、塑料以及陶瓷等，其中以钛和钛合金为主。但是由于它们的惰性，它们不能很好的与生物体本身产生相容性，作为硬组织植入材料，它们与骨之间只是一种机械嵌连的骨整合，而非化学骨性结合，致使植入后与骨组织之间结合较差，常引起植入失效。同时金属的耐磨性和耐腐蚀性较差，腐蚀产牛的离子会对人体组织产生不良影响。羟基磷灰石(Hydroxyapatite，HA)生物陶瓷材料具有优良的生物活性和生物相容性，被认为是一种最具潜力的人体硬组织替换材料。但是HA的力学性能较差，抗弯强度和断裂韧性指标均低于人体致密骨，限制了它们单独在人体负重部位的使用。但是由于它本身的特点，以及自然界再也找不出与它具有类似生物相容性的陶瓷材料，同时他又可以同多种材料进行复合来改变它在某一方面的劣势。所以，近年来羟基磷灰石及其复合物的研究受到广泛关注。 2.羟基磷灰石及特点 羟基磷灰石(Hydroxyapatite，HA)是一种微溶于水的弱碱性磷酸钙盐，它是脊椎动物骨和齿的主要无机成分，在人骨中约占72％，齿骨中则高达97％，其生物相容性及活性良好，对人体无毒副作用，可增强骨愈合作用，能与自然骨产生化学结合，被认为是最有前途的人工齿及人工骨的替代材料。目前有关羟基磷灰石的研究已经取得了很大的进展，人工合成HA的方法主要有沉淀法、水热反应法和溶胶一凝胶法。然而，羟基磷灰石的烧结性能差，力学性能特别是冲击韧性不足以作为骨替代的理想材料，因此必须通过与其它材料复合来提高有关性能，使之得以在临床上推广应用。所以，基于羟基磷灰石在力学上的性质，它在生
广东海洋大学2015—2016学年第2学期《微生物与人类》 课 程 论 文 题目：微生物与人类的关系 学院：理学院 班级：信记1142 姓名：梁进 学号：201411921220
微生物与人类的关系 摘要：微生物与人类健康密切相关。多数微生物对人体是无害的。实际上，人体的外表面 （如皮肤）和内表面（如肠道）生活着很多正常、有益的菌群。它们占据这些表面并产生天然的抗生素，抑制有害菌的着落与生长；它们也协助吸收或亲自制造一些人体必需的营养物质，如维生素和氨基酸。这些菌群的失调（如抗生素滥用）可以导致感染发生或营养缺失。然而另一方面，人类与动植物的疾病也有很多是由微生物引起，这些微生物叫做病原微生物或病原。 关键字：微生物流感病毒青霉素微生物发酵 1 1.1 我们生活中的世界，其实是到处布满微生物的世界，从远古时期起人类就和微生物在地球上共处，人类类在适应了微生物的同时，又不断遭遇微生物所引起的各种疫病，因此人类与微生物之间就展开了战争。 1929 年，英国细菌学家弗莱明，在研究培养葡萄球菌时，偶然发现了青霉素，这是人类历抗菌素类药物的诞生。青霉素能抑制病菌细胞壁的形成，使菌体的新陈代谢失调，达到抑菌和之后又出现了很多抗菌素类药物，如头孢霉素、链霉素、氯霉素、四环素、卡那霉素、庆大等。一时间，人们就觉得在人类与微生物的斗争中，人类已经领先了。 1.2 微生物对人类有着众多的影响。微生物千姿百态，有弊也有利，有害之处：它导致传染病的流行，在人类疾病中大部分是由病毒引起；有些微生物是腐败性的，即引起食品气味和组织结构发生不良变化；还可以够造成食品、布匹、皮革等发霉腐烂等。有益之处：作为分解者，它们可用来生产如奶酪，面包，泡菜，啤酒和葡萄酒；很多菌种的次级代谢产物是对人类疾病非常有用的抗生素。如绿色丝状菌产生的青霉素；一些微生物被广泛应用于工业发酵，生产乙醇、食品及各种酶制剂等；一部分微生物能够降解塑料、处理废水废气等，并且可再生资源的潜力极大，称为环保微生物；由于微生物生长周期短，繁殖迅速等特点，被用于遗传育种上，具有重要意义[1]。 2 2.1 微生物对人类最重要的影响之一是导致传染病的流行，最典型的例子就是流行性流感病毒。根据流感病毒感染的对象，可以将病毒分为人类流感病毒、猪流感病毒、马流感病毒以及禽流感病毒等类群，其中人类流感病毒根据其核蛋白的抗原性可以分为三类:甲型流感病毒；乙型流感病；丙型流感病。常言道：“病从口入”，病毒的传染的主要途径，传染源主要是患者，其次为隐性感染者，主要传播途径是带有流感病毒的飞沫，经呼吸道进入体内。少数也可经共用手帕、毛巾等间接接触而感染等方式。 2.2 病毒传入人群后，传染性强并可迅速蔓延，传播速度和广度与人口密度有关。进入人体的病毒，如果不为咳嗽反射所清除，或不为机体的特异性抗体中和及粘膜分泌物中非特异性抑制物灭活，则可感染少数呼吸道上皮细胞，引起细胞产生空泡、变性并迅速产生子代病毒体扩散至邻近细胞，再重复病毒增殖周期。
钛生物种植体表面羟基磷灰石生成技术发展现状 摘要：本文总结了现有的钛生物种植体表面羟基磷灰石生成技术以及这些技术的优缺点。并针对钛生物种植体表面羟基磷灰石涂层在制备过程中存在的界面结合强度以及膜层羟基磷灰石（HA）的分布密度等问题，进行归纳总结。 关键词：钛合金；羟基磷灰石；制备方法；发展现状 中图分类号： 文献标识码： Development Status of Hydroxyapatite Generation Technology of Titanium Bio-implant Abstract: This paper summarizes the existing hydroxyapatite generation gechnology of Titanium bio-implant and the advantages as well as shortcomings.Furthermore,the key issues of hydroxyapatite coating preparation, such as coating/substrate interfacial bonding condition and the distribution density of hydroxyapatite in coating were discussed and reviewed. Key words: Titanium Alloy ;Hydroxyapatite;Preparation Method;Development Status 1. 引言 钛及钛合金由于具有密度低、弹性模量低等优异的机械性能、优良的生物相容性、较高 1-。目前，钛及钛合金广泛应用于人体的耐腐蚀性，是目前最具有吸引力的金属生物材料[]2 硬组织材料（牙、骨和关节），然而将其植入到人体中存在结合强度低、生物活性差、愈合时间长等问题。首先对材料表面进行多孔粗糙化的处理有利于改善上述性能[]3。羟基磷灰石(HA)优点是生物活性较好，但强度低和韧性差。结合两者优势的钛基羟基磷灰石复合材料具有重要的科学研究价值和很好的临床应用前景[]4。 目前在钛合金表面制备羟基磷灰石薄膜的方法主要有等离子喷涂法、涂覆烧结法、溶胶一凝胶法、仿生溶液生长法等[]5,等离子喷涂法和涂覆烧结法最大缺点是制备过程中温度高，易使HA发生分解，导致涂层中产生杂质相，同时冷却时基底与涂层界面会存在很高的残余应力引起涂层剥落；此外等离子喷涂是线型工艺，用于多孔或形状复杂的基底上难以使涂层均匀一致。溶胶一凝胶干燥过程中易开裂；难以得到较厚的涂层；仿生溶液生长法由于纯金属基板无生物活性，因此常需要对金属表面进行预处理，目前还没有形成较佳方法[]6。Hitoshi Ishizawa和Makoto Ogino[]87，，曾研究钛的高压阳极氧化，得到含钙磷的氧化层，氧化层与钛结合强度40MPa。首先利用微弧氧化(MAO)技术，在钛及钛合金表面生成一层含有一定浓度钙磷的多孔氧化膜(钙磷陶瓷涂层)，然后对氧化膜进行再次处理，使其表面生成一层羟基磷灰石薄膜(HA)是目前研究较多的方法，有很大的发展前景。
羟基磷灰石具有良好的生物相容性和骨传导性,新骨在界面上和HA植入体直接接触，两者间无纤维组织存在。HA植入体与骨界面的结合强度往往超过HA植入体或者骨自身的结合强度. 磷酸三钙是一种具有优秀亲和性的生物材料，通过细胞的吞噬和体液的侵蚀作用被机体部分或全部吸收而被取代，可在骨缺损修复中起到暂时性的支架作用，能促进骨组织的生长. 羟基磷灰石在体内稳定性较高，磷酸三钙在体内的降解吸收较快，因此希望复合羟基磷灰石和磷酸三钙，利用二者在体内的不同降解吸收速率，改善材料的生物活性。 在HA和TCP的吸收、降解性能互补的情况下，BCP陶瓷材料的生物相容性要优于单相磷酸钙陶瓷，力学性能方面，磷酸三钙的断裂强度会因为羟基磷灰石的重结晶而增强，特定的HA/TCP比则会提高BCP陶瓷的抗弯强度和弹性模量。 传统羟基磷灰石陶瓷的弹性模量和强度都比较高，但断裂韧性小；同时随着烧结条件的改变，将出现很大的力学性能波动。纳米生物陶瓷的显微结构中，晶界、晶粒及其结合都处于纳米量级水平，晶粒细化及晶界数量大幅度增加，可使其生物学性能和力学性能大幅度提高. 反应温度低，反应组成容易控制，所需设备简单;由于胶体是从溶液反应开始的，可以在分子水平上混合钙和磷的前驱物，使溶液有高度的化学均匀性，所得产品纯度高，晶粒尺寸小。其基本原理是利用金属无机盐或金属醇盐在溶液中水解或醇解，生成溶胶，经脱水或干燥转变为凝胶，然后经热处理，得到所需的粉体. 粉体表面自由能和比表面积有关：物质被分割得越细，比表面积就越大，相应地体系总的表面自由能必然会大大增加。表面自由能过高使整个体系在热力学上不稳定，粒子就有相互聚结从而降低表面自由能的趋势。因此，粉料越细，就越容易聚结成团，最终导致粉料分散性变差. 团聚现象影响了样品的导电性，亮度大的区域颗粒较大，在高度上优于相对暗 区域，二次电子产率较高而发亮；也可能是制样不佳，喷金太薄影响了导电性。 XRD数据本身只能说明一个连续的晶面长度在40nm左右，而SEM显示的是粒子的相对真实的粒径，即XRD表现的是晶粒度，而SEM则表现出颗粒度，所以比根据XRD图得出的平均晶粒尺寸大
谢志翔等：固体氧化物燃料电池双钙钛矿型电极材料的研究进展 · 1145 · 第38卷第6期 羟基磷灰石生物陶瓷材料的研究趋势及展望 孙艳荣1，范涛1，黄勇2，马利国1，刘峰1 (1. 北华航天工业学院材料工程系，河北廊坊 065000；2. 清华大学，新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室，北京 100084) 摘要：本文综述羟基磷灰石(hydroxyapatite，HA)生物陶瓷材料的研究进展，通过调控HA形貌以优化其使用性能。用不同方法制备多孔HA，旨在强化骨传导性和诱导性，同时能实现骨的增强与增韧。设计HA复合材料以弥补单一HA力学性能的不足。从仿生学角度提出HA的研究趋势：合成具有类似于自然骨精细结构的仿生学骨组织材料，实现HA生物陶瓷材料与有机体力学相容性和生物相容性尽可能理想地匹配。 关键词：羟基磷灰石；形貌调控；复合材料；生物相容性；综述 中图分类号：O611；TQ31.2 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2010)06–1145–06 RESEARCH TREND AND PROSPECT OF HYDROXYAPATITE BIOCERAMIC MATERIALS SUN Yanrong1，F AN Tao1，HUANG Yong2，MA Liguo1，LIU Feng1 (1. Department of Materials Engineering, North China Institute of Aerospace Engineering, Langfang 065000, Hebei; 2. State Key Laboratory of New Ceramic and Fine Processing, Tsinghua University, Beijing 100084, China) Abstract: A review of progress in hydroxyapatite (HA) bioceramic materials is presented in this paper. The functional performance of HA can be optimized through tailoring its morphology. Porous HA ceramics prepared by various methods have strong abilities to in-tensify the osteoconduction and osteoinduction, and to improve the strength and toughness. HA composite materials can counteract the weaknesses of mechanical property of pure HA. The research trend of HA is discussed in terms of bionics. It is shown that synthe-sizing bionic bone materials with fine structure similar to natural bone can maximize the mechanical compatibility and biocompatibility between HA bioceramic materials and organisms. Key words: hydroxyapatite; morphology tailoring; composite; biocompatibility; review 近30年来，接近天然骨成分的生物陶瓷材料的研究极其活跃，羟基磷灰石{hydroxyapatite，HA或HAP，分子式为[Ca10(PO4)6(OH)2]}是最具代表性和应用最多的生物活性陶瓷。[1] HA是骨无机相的主要成分，约占干骨组织的45%，用作骨移植材料时，具有良好的生物相容性和骨传导性，用作骨组织时，具有极好的化学和生物亲合性，[2]因此可以广泛应用于生物硬组织的修复、替换及增进其功能的材料。[3–4]虽然HA生物材料的生物活性好，但作为一种典型的脆性材料，因其断裂韧性差以及抗弯强度低等缺点，使其的应用受到较多限制，仅限于应用在非承载的小型种植体，如：人工齿骨、耳骨及充填骨缺损等。 不同结晶形貌的HA晶体具有不同的表面特性和生物活性，并且对HA生物陶瓷材料的性能有着不同的影响；因此，在HA合成方面，人们已经不满足于通过各种合成方法得到HA粉体，而是希望通过对HA形貌的调控，进而达到优化HA生物陶瓷使用性能的目的，所以HA形貌的可控化研究越来越受到人们重视。[5]与此同时，旨在强化骨传导性和诱导成骨，[6]多孔HA生物陶瓷的研究和开发也受到人们广泛关注。为了弥补单一HA材料力学性能的不足，更好地满足医学使用要求，HA复合材料的研发也成为HA生物陶瓷研究的热点之一。 本文综述HA形貌的可控化、HA陶瓷的多孔化及HA材料设计复合化的研究进展，对今后制备 收稿日期：2009–09–21。修改稿收到日期：2010–01–12。 基金项目：清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室开放课题(KF09011)及北华航天工业学院科研基金(KY–2009–01–B) 资助项目。 第一作者：孙艳荣(1973—)，女，博士，副教授。Received date:2009–09–21. Approved date: 2010–01–12. First author: SUN Yanrong (1973–), female, Doctor, associate professor. E-mail: sunyanrong@https://www.doczj.com/doc/7d3452024.html, 第38卷第6期2010年6月 硅酸盐学报 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol. 38，No. 6 J u n e，2010