羟基磷灰石对153Sm-HEDTMP的吸附性能研究
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影像核医学骨骼系统试题及答案一、名词解释1.三时相骨显像4.单光子吸收测定法2.“炸面圈”征5.原发性骨质疏松症3.代谢性骨病6.双能x线吸收测定法三、填空题1.骨骼组织由和构成,无机盐的主要成分为,其表面积很大,全身的骨骼就像一个大的离子交换柱,能与组织液中各种可交换的相应离子或化合物发生或,进行代谢更新。
2.当骨骼组织局部无机盐代谢旺盛,局部血流量,成骨细胞活跃和新骨形成时,可较正常骨骼聚集的放射性药物,影像上呈现异常的。
3.根据不同的临床需要通常骨显像分为、;静态显像又分为显像、显像和显像。
4.在“弹丸”式静脉注射骨显像剂后,可见大动脉和二级动脉陆续显影,随后逐渐显示的轮廓,骨骼放射性。
5.放射性增高是最常见的骨显像异常影像,可见于多种骨骼疾病的和伴有和过程的进行期。
6.各种恶性肿瘤常发生骨转移,其中以癌、癌、癌等骨转移最为常见,而且往往在无骨痛症状时即已有转移。
7.骨转移瘤的好发部位为、和等。
8.放射性核素骨显像通常较X线片早发现骨转移灶,是的首选方法。
9.非创伤性股骨头坏死早期骨显像可见患侧股骨头呈放射性区;随着病情发展,进入血管再生和修复期,髋关节也逐渐发展成为骨关节炎,骨显像上股骨头放射性缺损区周边呈现放射性,即样影像。
10.骨移植后,待软组织损伤反应消退,若骨显像见移植骨相、相放射性明显或正常(充盈良好),相显示移植骨放射性接近或高于正常骨组织,表明移植骨血运,代谢,则可判定移植骨成活。
11.应用骨显像可鉴别急性骨折与陈旧性骨折,急性骨折呈,而陈旧性骨折。
12.畸形性骨炎活动期骨显像影像特点是长骨或扁平骨呈,边界,骨外形;静止期骨显像。
13.关节置换术后假体松动骨显像表现为,假体感染则表现为。
四、选择题(一)A型题1.骨骼的显像主要是通过99Tc m标记的磷酸盐与骨骼之间的下列哪种作用完成的A.化学吸附作用 B.渗透作用及负离子吸附作用C.骨骼细胞的吞噬作用及代谢作用 D.目前还不清楚E.主动转运2.目前常用的骨骼显像剂A.99Tc m -EHIDA B.99Tc m -MDP C99Tc m-HMPAO D.99Tc m-ECDE.99Tc m -DTPA3.在诊断早期骨转移瘤时A.X线比核素骨显像早3-6个月 B.核素骨显像比CT、X线早3-6个月C.核素骨显像与CT、X线都能早期诊断 D.CT、X线能早期诊断骨转移瘤E.CT、MRI比核素骨显像早3—6个月4.不能影响骨显像的因素有A.显像剂的剂量B.机体的营养状态C.局部血流量D.成骨细胞活性 E.无机盐代谢程度5.股骨头缺血性坏死典型的骨显像表现为A.“楔形”切迹 B.未看到明显改变C.“炸面圈”样改变D.股骨头呈现明显放射性分布浓聚区 E.股骨头形态正常6.三时相骨显像的三时相是指A.早期相、中期相和晚期相B.动脉相、静脉相和混合相C.动态相、中间相和静态相D.动态相、过度相和静止相E.血流相、血池相和延迟相7.多种恶性肿瘤可发生骨转移,其中以哪些恶性肿瘤发生骨转移最为常见A.肝癌、胃癌、肠癌B.甲状腺癌、肾上腺癌、肾癌C.肺癌、乳腺癌、前列腺癌D.卵巢癌、宫颈癌、绒癌E.脑肿瘤、骨肿瘤、垂体肿瘤8.早期诊断骨转移瘤的首选方法是A.X线拍片 B.CT检查 C.MR检查 D.核素骨显像 E.超声检查9.一般当局部钙量的变化大于多少时,X线片才开始显示异常A.10%-30% B.30%-50% C.50%-70%D.70%-90%E.>90%lO.骨质疏松症主要分为A.先天性骨质疏松症和后天性骨质疏松症 B.早期性骨质疏松症和晚期性骨质疏松症C.早发性骨质疏松症和晚发性骨质疏松症 D.一过性骨质疏松症和永久性骨质疏松症 E.原发性骨质疏松症和继发性骨质疏松症11.四时相骨显像中的延迟骨显像检查时间是在注射显像剂后A.36~48 h B.24 h C.16 h D.12h E.8 h12.患者双肾多发结石5年,腰腿痛1个月,骨显像诊断为代谢性骨病,血化验项目最重要的是A.肝功能 B.肾功能 C.TSH D.PTH E.ACTHl3.在病理情况下,造成骨病灶处放射性异增高的因素哪个是错的A.血供增多 B.无机盐代谢增强 C.成骨细胞活跃 D.有关酶的活性降低E.新骨形成14.骨转移瘤在骨显像中,哪种表现适宜用放射性核素治疗A.放射性减低区 B.放射性缺损区 C.放射性增高区 D.放射性分布正常E.无放射性增高15.椎体压缩性骨折的好发部位是A.上腰椎 B.下颈椎 C.下胸椎 D.胸椎12和腰椎1、2 E.下腰椎16.有关代谢性骨病的骨显像典型表现,哪项是错误的 A.颅骨和下颌骨放射性增加 B.中轴骨放射性增加 C.多条肋骨上的热区呈线性排列 D.“领带”征 E.肾淡影17.肺性肥大性骨关节病的好发部位是A.长骨骨端 B.长骨皮质 C.扁骨 D.椎体E.椎弓根18.骨髓炎的好发部位是A.长骨骨端 B.长骨皮质 C.扁骨 D.椎体 E.椎弓根19.一般不引起超级影像的疾病是A.肾性骨病B.骨软化症 C.甲旁亢 D.骨转移 E.多发性骨髓瘤20.对骨显像孤立性放射性热区的良恶性鉴别中,起决定作用的检查是A.B超 B.X线 C.CT D.MR E.骨活检21.关于骨盆局部骨显像的方法,哪项不正确A.检查前最好排空尿袋B.检查前空腹C.怀疑病人有污染,则病人应换衣服,必要时清洗污染部位 D.膀胱增大影响盆内结构,必要时可考虑导尿E.有些情况下,可将一块铅皮放在膀胱22.当全身骨显像不能辨别病灶来自肩胛骨或肋骨时,需加做的特殊体位是A.胸部前位像B.胸部双臂抬高后位像C.胸部前斜位像 D.胸部后斜位像 E.胸部后位像23.当全身骨显像不能辨别病灶来自腰椎椎体或椎弓根时,需加做的特殊体位A.腰椎后位像B.腰椎前位像 c.胸部后位像D.腰椎后斜位像 E.腰椎前斜位像24.目前骨显像中常用的正电子核素是A.68Ge B.1231 C.150 D.76BrE.18F(二)B型题(1—2题共用备选答案)A.血流相 B.全身显像 C.血池相 D.局部显像 E.断层显像1.反映的是较大血管的血流灌注和通畅情况2.反映的是软组织的血液分布状况(3~5题共用备选答案)A.成人各大关节放射性异常浓聚 B.骨骼多发性放射性异常浓聚C.小关节放射性异常浓聚 D.胸椎多发性放射性分布稀疏E.血流相、血池相、延迟相均表现为放射性分布增加 3.原发性骨肿瘤的核素骨显像特点4.多发骨转移瘤常见的核素骨显像特征5.类风湿性疾病常见的核素骨显像特征(6—8题共用备选答案)A.各个关节对称性放射性分布浓聚 B.骨骼见多发性、形态不规则的放射性浓聚区C.骨骼影像对称,放射性分布无异常浓聚和稀疏D.髋关节呈“炸面圈”样改变E.全身性放射性分布稀疏6.正常成人全身骨显像表现7.正常儿童全身骨显像表现8.股骨头缺血性坏死的骨显像表现(9~11题共用备选答案)A.125 B.153Gd C.X线 D.131I E.99Tc m 9.SPA使用的放射源10.DPA使用的放射源11.DXA使用的放射源(三)X型题1.四时相骨显像包括哪些A.血流相 B.断层显像 C.延迟相 D.延迟到24 h的骨静态显像 E.血池相2.不同时期股骨头缺血性坏死的影像特点可为A.放射性分布稀疏B.放射性分布缺损 C.“炸面圈”征 D.“楔形”切迹 E.放射性浓聚3.原发性恶性骨肿瘤骨显像的表现A.血流灌注明显增加 B.血池相放射性分布增加 C.延迟相局部放射性分布增加 D.除原发灶外其它骨骼可显示为正常 E.所有骨骼影像未见异常4.骨显像的注意事项包括A.受检者注射显像剂后应尽量多饮水B.显像前受检者应尽量排空膀胱C.受检者排尿时应避免污染衣裤或体表D.显像前应去除受检者身体上的金属物品E.对于疼痛严重而不能平卧的病人应给予镇痛剂5.骨转移瘤的好发部位为A.长管状骨 B.脊柱 C.肋骨 D.骨盆E.手、足骨6.股骨头缺血性坏死主要可由以下哪些情况引起A.骨折 B.长期劳累 C.长期活动 D.长期大量应用激素 E.长期慢性饮酒7.代谢性骨病的一般影像特征包括A.全身骨放射性对称性增加B.颅骨和下颌骨的明显放射性浓集C.肋软骨连接处呈串珠状 D.胸骨呈‘‘领带”样聚集 E.肾影不清晰8.骨矿物质含量及骨密度测定方法有A.单光子吸收测定法B.双光子吸收测定法C.双能X 线吸收测定法 D.激光吸收测定法 E.定量CT测定法五、问答题1.骨显像的原理和适应证是什么?2.正常全身骨显像的影像特征是什么?3.试述急性骨髓炎和软组织蜂窝组织炎的鉴别诊断。
羟基磷灰石对重金属的吸附研究羟基磷灰石( Hydroxyapatite,HA)是一种广泛应用于环境领域的吸附材料,它是由磷酸和钙离子组成的磷灰石结构,其中一部分的钙离子被羟基(OH-)取代。
其化学式为Ca10(PO4)6(OH)2、由于其良好的生物相容性和高吸附性能,羟基磷灰石已经被广泛研究应用于重金属离子的吸附领域。
重金属污染是当前环境面临的严重问题之一,重金属离子如铅、镉、铬等具有高毒性和生物累积性,在水环境中容易富集,对生态环境和人类健康带来潜在威胁。
羟基磷灰石由于其表面含羟基的特性,对重金属离子具有很强的吸附能力,因此在重金属污染治理中具有很大的潜力。
羟基磷灰石对重金属离子的吸附性能受到多种因素的影响,包括溶液pH值、温度、吸附时间、离子浓度等。
研究表明,在酸性条件下,羟基磷灰石具有较高的吸附能力,而在碱性条件下,吸附能力较低。
这是因为在酸性条件下,羟基磷灰石表面的负电性增强,利于吸附正电性较强的重金属离子。
此外,吸附过程通常是一个快速的吸附-扩散平衡过程,吸附达到平衡所需的时间通常是几十分钟到几小时。
当吸附时间延长时,吸附量逐渐增加,直到达到平衡。
羟基磷灰石对重金属的吸附量与重金属离子的浓度呈正相关关系,随着重金属浓度的增加,吸附量也相应地增加。
羟基磷灰石对重金属离子的吸附机制涉及表面络合、吸附取代和吸附结构改变等多种作用方式。
表面络合是指重金属离子与羟基磷灰石表面的羟基形成络合物。
吸附取代是指重金属离子与羟基磷灰石中的钙离子发生取代反应,形成重金属磷灰石化合物。
吸附结构改变是指重金属离子的吸附导致羟基磷灰石晶格结构的改变。
通过这些机制的综合作用,羟基磷灰石能够有效地从水中去除重金属污染物。
羟基磷灰石对不同重金属离子的吸附能力存在差异。
不同重金属离子的电荷和离子半径对其与羟基磷灰石的相互作用起着重要的影响。
一般来说,重金属离子的电荷越高,其与羟基磷灰石的相互作用越强,吸附能力也越高。
此外,重金属离子的离子半径较小,能更容易进入羟基磷灰石的晶格,因而具有较高的吸附能力。
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2. 了解131 I 治疗甲亢与其他治疗方法的区别和优点。
3. 掌握甲状腺癌转移灶的131 I 核素治疗的原理、方法、适应证及临床应用。
4. 掌握89 Sr 和 153 Sm-EDTMP 治疗骨转移癌的原理和临床应用。
本点课、的难重点 1. 甲状腺功能亢进症的131 I 核素治疗的原理、适应证及临床价值。
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本材课及使参用考教书 1、黄钢主编:《核医学》。
高等教育出版社,2003 年 12 月,北京,第 1 版。
1 / 132、李少林主编:《核医学》。
人民卫生出版社,2004 年 10 月,北京,第 6 版。
3、潘中允主编:《临床核医学》。
原子能出版社,1994 年 10 月,北京,第 1 版。
本用电次教化课材器应及具多媒体教学程序、时间分配及主要内容备注 131 I 治疗甲状腺功能亢进症(1.5 学时)一、原理1、甲状腺具有高度选择性摄取碘( 131 I)的功能。
2、甲亢患者摄碘功能,包括摄取速度和能力,更是超过正常数十至数百倍。
3、131 I 与 I 在体内具有相同的化学和代谢特点,同样被甲状腺特异性摄取浓集和合成甲状腺激素。
摘要本论文主要分为两大部分第一部分是均匀沉淀法制备羟基磷灰石的研究第二部分是研究用羟基磷灰石作为载体的负载型二氧化钛光催化剂的制备及性能评价羟基磷灰石是人体和动物骨骼的主要无机成份合成磷灰石以其特有的性能可在生物活性吸附性生物高分子的分离精制环境净化重金属离子的捕获环境催化剂脱氟剂等方面有广泛的应用本论文采用均匀沉淀法制备了纳米级的针状羟基磷灰石利用XRD FT-IR SEM BET比表面测试以及粒度测试对其进行了表征并最终获得了平均粒径为纳米级的针状羟基磷灰石晶体在制备得到性能良好的羟基磷灰石粉末的基础上采用压模成型的方法烧结制得具有一定形状和强度的羟基磷灰石块状载体光催化氧化法是以n 型半导体的能带理论为基础以半导体作敏化剂的一种光敏氧化法传统光催化悬浮体系存在反应后TiO2难以回收以及产生二次污染等问题很多研究者考虑将光催化剂固定到某种载体上本文拟通过制备一种与环境友好的羟基磷灰石作为具有吸附性能的新型载体改进溶胶-凝胶法制备TiO2的配方采用浸渍涂覆的方法制得高效且能多次重复使用的负载型复合光催化剂并以酸性媒介红B等模拟染料废水为处理对象来进行光催化的活性评价其中对光催化剂TiO2的负载量染料溶液初始浓度及pH值染料溶液的种类载体本身的特点对染料的脱色进行了讨论并将TiO2/HAP与P25悬降体系玻璃载体进行了比较实验结果表明当钛酸正丁酯与水的摩尔比为12以冰醋酸作酸催化剂和络合剂并添加一定量的稳定剂时既能保证所制备的溶胶长时间不变成凝胶又能保证催化剂负载牢固当煅烧温度为500时TiO2的主要晶型为锐钛矿结构将HAP模块在TiO2溶胶中浸渍涂覆3次平均负载量为0.171克/片在15W的杀菌灯下的照射120min后对100mg/L酸性媒介红B的脱色率可达到92%以上实验证明了TiO2/HAP对染料具有较高的催化活性HAP不仅是一种良好的吸附材料而且对光催化还有一定的促进作用是一种良好的光催化剂载体综上所述采用均匀沉淀法可制得粒径在纳米级的针状羟基磷灰石对其进行加工定型后除本身具有一定的吸附效果和光催化效果外还是一种性能良好的光催化剂载体这对制备新型环境材料羟基磷灰石以及开发拓展它的新功能方面有一定的应用价值关键词羟基磷灰石二氧化钛均匀沉淀法光催化载体染料废水AbstractThis dissertation has two parts. The first part is the preparation of hydroxyapatite (HAP). And the second part is the preparation of photocatalytic materials, titanium dioxide. The new immobilized photocatalysts are prepared using HAP as carrier. The activity of the immobilized photocatalysts is investigated by photocatalytic degradation of Acid Mordant Red B.HAP as the main inorganic component of the hard tissues in bones and teeth, is widely studied and used in clinical application to fill or restore damaged human calcified tissue because of its excellent bioactivity, biocompatibility and nontoxicity.Nanograde needle-like)2crystals are prepared by homogeneous precipitation method starting from Ca(NOFT-I Rfor 2h ,coated p hotocatalyst with 3 coating layers ,the degradation of 100mg/L Acid mordant red B rat e for 2h is more than 92%.The experimental results have indicated that nanograde needle-like crystals are prepared by homogeneous precipitation method. Not only the adsorption of HAP, but alsothe excellent carrier of immobilized photocatalysts.Key words: Hydroxyapatite Titanium dioxide Homogeneous precipitation method Photocatalytic Carrier Dye wastewater1 绪论1.1 引言磷灰石是具有相同结构的无机磷酸钙大家族的总称简称HAP或HA)是严格化学组成的化合物是人体和动物骨骼的主要无机成份它是一种长度为20~40nm³Ý¹ÇµÄ½á¹¹Ò²ÀàËÆÓÚ×ÔÈ»¹ÇÆä³É·ÖºÍ×ÔÈ»¹ÇÍêÈ«²»Ò»Ñù其生物兼容性和人体适应性尚不令人满意研究接近或类似于自然骨成份的无机生物医学材料极其活跃日本学者Aoki[3][4]等发现烧成的羟基磷灰石陶瓷具有很好的生物兼容性Aoki我国80年代开始研究羟基磷灰石陶瓷山东工业陶瓷研究设计院并进行了许多临床研究P理论值为1.67ËüÃǵĸßÎÂÏ༴Êdz£ÓõÄ和-TCPO xnHôÇ»ùÁ×»ÒʯÄÉÃ×Á£×ÓÓëÆÕͨµÄHAP相比具有不同的理化性能具有抑癌作用等在研究中人们发现羟基磷灰石纳米粒子本身就有一定的生物学效应制备出分散性良好合成磷灰石以其特有的性能可在生物活性生物高分子的分离重金属离子的捕获包括羟基磷灰石粉末和陶瓷的制备已有了充分的认识由于机械可靠性差由于羟基磷灰石的一些独特性质当前的研究主要集中在以下几个方面1因此来设计生物陶瓷种植体的形状ÉúÎï»îÐÔ²£Á§µÈ×é³É¸´ºÏ²ÄÁÏ[7]¶ø¶Ô²»Ðâ¸ÖÈÍÐÔÓÅÁ¼µÄ¼Ó¹¤ÐÔÄÜÀ´¿ª·¢Ó¦ÓÃHAP材料的一个尝试白色半透明粉末折射率为1.64~1.65¼î·Ö×ÓÖеÄCa2+容易被Cd2+Ba2+»¹¿ÉÓ뺬ÓÐôÈ»ùµÄ°±»ùËám空间群b0.6885nm0001面上的投影可见这种Ca2+的配位数为9¸½¼ÓÒõÀë×ÓOH-则与其上下两层的6个Ca2+组成OH-Ca6配位八面体这种Ca2+的配位数为70001¸ÃλÖÃÁª½á×Å2个Ca2+ÓÉÓÚ2个Ca2+带正电当表面的Ca2+在某一瞬间空缺时能吸附Sr2+等阳离子和蛋白质分子上的E基团在水中的表面能较低从原料来源看湿法包括沉淀法干法即固态反应法1该法反应温度不高工艺相对简单必须严格控制工艺条件4H2OÊ®¶þÍé»ùÁòËáÄÆÎªÔ-ÁϲÉÈ¡¾ùÔȳÁµí·¨ÖƱ¸ÁËÄÉÃ×¼¶µÄôÇ»ùÁ×»Òʯ·ÛÄ©2ÓëÆäËûʪ»¯Ñ§·½·¨Ïà±È²»Ðè×÷¸ßÎÂׯÈÈ´¦Àíͨ¹ý¿ØÖÆË®ÈÈÌõ¼þË®ÈÈ·¨ÖƱ¸µÄ·ÛÌå¾§Á£Ïß¶ÈÓë·´Ó¦Ìõ¼þ(反应温度工艺较为简单通过水热合成得到晶粒完整作者还发现HAP粉体随水热温度的提高及时间的延长廖其龙等[11]采用CaCO3和CaHPO4.2H2O的混合物为前驱物下经8h的水热反应3溶胶形成后得到疏松的干凝胶该法优点在于纯度高但是邬鸿彦等[12]采用硝酸钙和磷酸三甲酯为原料1孟令科等[13]在800ÔÚ500-12004ÔÚ1000-1300Ca10(PO4)6(OH)2+4H2O +4CO2Ca 3(PO4)2+CaOCa10(PO4)6(OH)2+6 H2O(PO4)2+Ca(OH)2Ca½Ï³¤µÄÔ¤»ìĥʱ¼ä¶ÔÖмäÏàת»¯ÎªHAP更为有利无晶格缺陷结晶程度高的HAP晶体往往有杂质相存在因此在生物陶瓷领域较少采用5对医用生物材料而言如高温分解哺乳类动物骨制得结晶程度较好的HAP粉近年来也成功地从鱼鳞中提取了HAP和吸附激光由于其独特的生物相容性制得了各式各样的复合材料组织工程支架和穿皮元件等而用作生物大分子分离[18]ÈËÃÇ·¢ÏÖôÇ»ùÁ×»Òʯ×÷Ϊ»·¾³²ÄÁÏ·½Ãæ¾ßÓÐÐí¶à¶ÀÌØµÄÓŵã¸÷ÖÖ²ÄÁÏ´ÓÁòËá¸Æµ½ÍѸƹǶ¼ÓÃÀ´×÷ÎªÒÆÖ²¹ÇµÄÌæ´úÎïHAP与构成动物骨骼的主要矿物---生物磷灰石组成相似具有良好的理化性质和生物学特点根据HAP自身结构和具有的生物特性1HAP和合成高分子的复合[23-24]Í¿²ã[25-26]和金属合金组成的复合材料[27-28]5HAP的多相复合材料[32-33]¿ÉÖÆ³É¸÷ÖÖÎü¸½¼ÁºÍÀë×Ó½»»»¼ÁÖîÈç½µ·ú¼ÁHAP的晶体结构形式和离子半径相似性决定了某些阳离子(如Pb2+Zn2+ijЩÒõÀë×Ó(如F-Ö÷ÒªµÄÈ¥³ý»úÀí°üÀ¨Îü¸½ÀûÓÃËüµÄÕâÐ©ÌØÐÔ¿ÉÓÃÓÚÐí¶àÓк¦ÖؽðÊôÀë×ӺͷúÀë×ӵĸ»¼¯·ÖÀë±»Îü¸½µÄÖØ½ðÊôÀë×ӿɹ̻¯ÔÚ¾§¸ñÖжø²»³öÏÖ½âÎüÆäÐÐΪÀàËÆÓÚË®ÈÜÒºÖÐÑôÀë×ÓÓëÁ×»Òʯ¾§¸ñÖÐCa2+之间的离子交换反应这对于去除废水中的各种重金属离子和综合回收其中有价值元素具有潜在的应用前景铁氧体法离子交换吸附近年来Cu2+Pb2+ >Cd2+>Cu2+ >Zn2+ïӵķÏË®Cd2+Ca 3.5Cd6.5(PO4)6(OH)2½»»»Îü¸½ÈÝÁ¿¸ßÉ豸¼òµ¥HAP对F-的结合能力很强,这不仅由于F-与OH-带有相同的电荷,并且具有很小的离子半径,很容易取代OH-填进HAP的晶格由于HAP对F-的吸附作用一是双分解反应形成CaF2PO4PO»¹Ìرð½«ôÇ»ùÁ×»ÒʯÓë¹ÇÌ¿»îÐÔÑõ»¯ÂÁÔÚÖØÁ¿ÏàµÈµÄÎü¸½²ÄÁÏÖÐÒÔ¼°ÆäËûº¬·ú·ÏË®µÄ´¦Àí·½Ãæ¾ßÓкܺõÄÓ¦ÓÃǰ¾°ÈçHAP能吸附Cl-3HAP还能吸附某些低分子的有机偶联剂[40]Maniatis[41]发现HAP能对高分子的有机物如蛋白质产生吸附而且与溶液状况及聚合物建立了羟基磷灰石(HAP)吸附牛血清白蛋白 (BSA)的物理模型和数学模型[43]ͨ¹ý·Ö×ÓÄ©¶ËµÄ¹ÙÄÜÍÅÓëHAP表面的吸附位置结合而HAP吸附高分子有机物时1.2.3.3 萤光材料1949年并很快在萤光并且有较强的离子交换能力离子交换领域找到了广阔用途也可作为化学反应取得不错的效果[45]和H3PO4做前驱物MM来制备HAP 1.5ppm200ppmͬÑùW.T.Reichle对环己酮,H.Nishikawa[48]对三氯丁烯进行处理 Yuichi.Komazak 在实验中HAP等比例混合后粘结在玻璃管上这些文献都证明了HAP 具有一定的光催化效果由东京大学开发的光敏催化剂是由被钛改性的羟基磷灰石钙(Ca-HAP)制得的加入钛1这就是该催化剂比传统的光敏催化剂效果好的原因在不可见光下这种新型催化剂可以用于像乙醛1.2.3.5 湿度传感元件随着科学技术发展高强度的高性能陶瓷材料受到广泛的重视羟基磷灰石在室温下的湿敏机理可用于质子导电从而把HAP又列入新型智能敏感材料的行列磷灰石水泥所以有希望作为自然融合型的新材料而得到利用并具有良好的生物相容性和生物活性白度高牙釉质的硬度为7²»½ö¿ÉÒÔÆðµ½Á¼ºÃµÄÄ¥²ÁÅ×¹â×÷ÓÃ会损伤牙釉质使牙齿变白牙面亮泽[53]通过羟基磷灰石牙膏的体外吸附试验含2%羟基磷灰石的牙膏促进牙龈炎愈合1.2.3.8 其它1989年另外HAP还可用作脱臭剂和毛发化妆品的主要原料[57-58]½µµÍÓÍÖ¬Ëá¼ÛºÍ¹ýÑõ»¯ÖµµÄ¾«ÖÆÔ-ÁϵÈÓйضþÑõ»¯îѵȰ뵼Ìå¹â´ß»¯¼ÁµÄÑо¿³ÉΪ¹úÄÚÍâ»·¾³ÁìÓòµÄÒ»¸öÈȵ㼺ÓкܶàÆÀÊöÐÔÎÄÏ×Ëù±¨µÀÈÈÎȶ¨ÐԺöÔÈËÌåÎÞº¦µÈÓŵ㱶ÊÜÈËÃÇÇàíùÈËÃǹ㷺¶øÉîÈëµØÑо¿Á˶þÑõ»¯îѵĸÄÐÔ¼¼ÊõÒÔÌá¸ß¹â´ß»¯¼ÁµÄ»îÐԺʹ߻¯Ð§Âʼ´Ê¹Ó÷Ûĩ״¹â´ß»¯¼Áʵ¼ÊÉÏÕ⼺¾-³ÉΪÒÔ¶þÑõ»¯îѵÈΪ»ù´¡µÄ¹â´ß»¯·½·¨ÄÑÒÔÉÌÒµ»¯µÄÖ÷ÒªÔ-ÒòÖ®Ò»ÈËÃÇÒѽ«Ñо¿µÄÖØµãתÏòÖÆ±¸¸ßЧÂʵĴ߻¯Ä¤È¡´úTiO2粉末在不同的应用条件与环境下总体来说´øÏ¶½Ï¿í(约3.2eV )如何提高光催化剂的光谱响应范围和催化效率是制约TiO2光催化技术实用的关键问题[60-61]¿ÕѨµÄ·ÖÀëЧÂÊ贵金属表面沉积[63]表面超强酸化[66]等2而化学方法分为溶胶-凝胶法电化学沉积法[70]ÆäÖÐÓõý϶àµÄÊÇÈܽº-凝胶法它可细分为浸渍提拉法[73-74]热催化[79]电化学等技术[82]或过程与光催化反应相结合的研究ÈÝÒ×Öж¾´ß»¯¼Á²»Ò×·¢É¢µÈȱµã[83]µ«²¢²»Ó°Ïìʵ¼ÊÓ¦ÓÃÌá¸ß¹â´ß»¯Ð§ÂÊÒ»°ãÓÉÌîÂúµç×ӵĵÍÄܼ۴ø(valence band¼Û´øºÍµ¼´øÖ®¼ä´æÔÚ½û´øEg) 的光照射半导体时在价带上产生空穴(h+)¶ø¾ßÓкÜÇ¿µÄÑõ»¯ÄÜÁ¦OH自由基也有部分有机物与h+直接反应整个光催化反应中半导体内产生的电子-空穴对存在分离/被俘获与复合的竞争 图1.2 TiO2半导体光激发原理Fig1.2 Mechanism of TiO2 semiconductor excited by impinging photos1.3.3 光催化剂载体的选择光催化氧化体系的研究然而通常的悬浮相光催化氧化存在与水分离困难因此催化剂的固定化不仅可以解决悬浮相催化剂的分离回收的问题催化在活性组分上的转化载体的选择及催化剂固定技术已是光催化研究的一个重要方面无机载体和有机载体如使用寿命性质稳定其次是吸附剂类1具体而言空心玻璃微球[90-91]玻璃筒[94]Ö®ËùÒÔʹÓò»Í¬ÐÎʽµÄ²£Á§Òò´ËÓýþÍ¿处理方法制备出漂浮负载型TiO2薄膜光催化剂选择玻璃作为载体时要注意两方面的影响较为理想玻璃中Na+ÆÆ»µTiO2的晶格结构而Si4+相对而言在热处理时更加惰性和稳定由于玻璃表面十分光滑平整附着牢固目前仍有很大的研究价值2破坏TiO2晶格降低催化活性目前使用的主要有不锈钢[97]泡沫镍[100]等所以负载也较困难3活性炭[102]Ôö¼Ó¾Ö²¿Å¨¶ÈÒÔ¼°±ÜÃâÖмä²úÎï»Ó·¢»òÓÎÀëÔÚ¹âÕÕÏÂÄÜ´ß»¯½µ½â¼«Ï¡Å¨¶ÈµÄ³ý²Ý¼ÁÈÔ´æÔÚ·´Ó¦ºóÂ˳ý¹â´ß»¯¼ÁµÄ²»±ãÈç²£Á§ÉÏ»òÉè¼Æ³ÉÁ÷»¯´²ÐÎʽ´ó·Ö×ÓµÄÓлúÎï²»ÄܽøÈëÓëÆä³ä·Ö½Ó´¥Ôò¾ßÓкܸ߹â´ß»¯»îÐÔ¶Ô³¬Ï¸¿ÅÁ£µÄTiO2具有良好的附着性Al2O3陶瓷片Micheal L. Sauer 等[103]以蜂窝状陶瓷柱作为载体负载TiO2光催化降解空气中丙酮获得了满意效果掺杂其中或是将TiO2涂布表面也能被TiO2光催化降解到目前为止主要用于废水处理和空气净化上一种是将纳米TiO2粉体混入溶液中或直接机械搅拌称为悬浮体系悬浮体系较为简单方便受光也较充分但使用中发现存在着难以回收催化剂不易分散等缺点但并不影响实际应用甚至会获得更高催化效率商品化和工业化具有重大的实际意义包括纺织其中以染色废水污染较为严重它包括纺织废水和印染废水两部分印染废水主要来自退浆丝光其中污染物主要是指各种纤维材料和加工时使用的染料表面活性剂和各类整理剂等生产品种一般印染废水pH值为61000mg/L生物化学需氧量悬浮物碱性强化学方法1.5 选题及课题研究的目的和意义1.5.1 选题本课题是国家863计划TiO2光催化氧化技术具有极大发展前景量子效率较低等问题围绕TiO2光催化剂载体羟基磷灰石的制备与TiO2光催化剂固定本论文分两部分文章的后一部分在制备得到较好的二氧化钛溶胶的基础上同时选择以载玻片为光催化剂的载体制备出负载型光催化剂TiO2 /GlassµÍºÄµÈÌØµã´ß»¯¼ÁÒÔ¼°´ß»¯¼ÁµÄÔØÌåÊÇ´ËÏî¼¼ÊõµÄ¹Ø¼üÄÚÈÝÒ×Á÷ʧµÈÌØµãÓÉÓÚôÇ»ùÁ×»ÒʯÓÅÁ¼µÄÎü¸½ÌØÐÔ¼°»·¾³ÓѺõÄÐÔÄܲÉÓýþ×ÕÍ¿¸²µÄ·½·¨ÖƱ¸Á˸ºÔØÐ͹â´ß»¯¼ÁTiO2 /HAP2ÖÆ±¸³öÁËÄÉÃ×Õë×´µÄôÇ»ùÁ×»Òʯ¾§ÌåÒÔ¼°¹¤ÒµÖдó¹æÄ£ºÏ³ÉôÇ»ùÁ×»Òʯ¶¼ÓÐÒ»¶¨µÄʵ¼ÊÒâÒå3¸ßЧÎﻯ×éºÏ¼¼ÊõÓëÉ豸的要求2 纳米针状羟基磷灰石的制备及表征在合成制备羟基磷灰石的这些方法中颗粒较细于是本论文选择以硝酸钙和磷酸为原料FT-IR比表面测试等方法进行表征分析1001 上海市吴淞五金厂磁力加热搅拌器78—1 江苏江堰银河实验仪器厂XRD粉末衍射仪Max-3B日本RIGAKU D粉末粒度测试仪Nano-Zetasizer-90 英国马尔文公司比表面测试仪ASAP2020V 美国傅立叶变换红外光谱仪equcno×55型美国Bruker公司SEM电子扫描显微镜Sirion 200 FEI公司压力试验机WE-A型山东凯威公司表2.2列出了实验所需的主要药品和试剂表2.2 部分实验药品Tab2.2 Experiment Reagent试剂分子式级别生产厂家硝酸钙Ca(NO)2H2O A.P 武汉市江北化学试剂厂六偏磷酸钠(NaPO3) 6 A.P 天津市博迪化工有限公司2.2 实验方法将一定量的Ca(NO)2°´Ca下继续搅拌1h后静置将烘干后的产物在一定温度下煅烧其反应流程图见图2.1)2 +6 H3PO4 + 20NH310Ca(NO2.3 分析方法2.3.1 X射线衍射测定条件为铜靶 1.5418A扫描速度20FT-IR按照1ÒÇÆ÷µÄ·Ö±æÂÊΪ4cm-12.3.3 粉末粒径大小及其分布为了对制备得到的粉末的粒径大小及其分布有一定了解以六偏磷酸钠为分散剂2.3.4 BET比表面测试采用美国ASAP-2020型比表面测试仪从而得出HAP粉末的BET比表面积并计算孔体积和粒径SEM2.4 结果与讨论2.4.1 Ca·Ö±ðÊÇ0.6mol/L0.1mol/L P½Á°è将溶液的pH值调节至10¹ýÂË在750图2.2 不同初始浓度Ca(NO3)2所制得的HAP粉末的XRD图Fig2.2 XRD patterns of HAP powder prepared by different initial concentration of Ca (NO3) 2图2.2是四种不同初始浓度下制得的HAP在750µ±Ca(NO3)2浓度为0.1mol/L时颗粒的沉降速度变慢Ca(NO3)2浓度为0.1mol/L的反应液静置陈化一段时间后发现但产量低较难过滤经分析那是初始浓度为0.1mol/L0.6 mol/L的Ca(NO3)2制得的粉末的平均粒径分别为66nm183.7 nmÐγɵľ§ºËÊýĿԽ¶à¿É¼û当的初始浓度当Ca(NO 3)2的初始浓度较低时因此得到的晶体粒径较小晶核与晶核之间更容易融合在一块2.4.2 HAP 煅烧温度的影响取Ca(NO3)2将均匀沉淀得到的沉淀物反复洗涤下煅烧红外粒径大小及其分布1450950HAP 的衍射峰底部较宽热处理后还有一些NO 3-未分解完全其谱峰明显地不够尖锐但随着烧结温度的升高形成结晶度很好且单一的HAP 相时但同时也含有较多的杂峰通过与HAP 的JCPDS 标准卡片比较知-TCP时羟基磷灰石开始发生相转变了a950图2.3 不同温度下煅烧HAP后的XRD衍射图谱Fig 2.3 XRD patterns of HAP powder prepared by different sintering temperatureÔ-Ïȼò²¢µÄ¼òÕýÕñ¶¯ÊÜλÖÃȺ¼´³öÏÖÁ˼ò²¢ÎüÊÕ´øµÄ·ÖÁÑͼ2.4为不同温度下煅烧的羟基磷灰石粉末FT-IR图谱H2OÆäÖÐ3570cm-1和633cm-1分别为OH-的伸缩振动íOH带和OH-的摆动ñOH带875cm-1峰表明有HPO42-基团存在962 cm-1ÔÚ(a)和(b)中1385cm-1的宽带和隆起是由NO3-的存在造成的说明在较高温度烧结HAP时NO3-已完全分解3570 cm-1和633cm-1处的OH-峰越来越尖锐说明随着温度的升高HPO42-基团逐渐消失了在低温煅烧时特征峰不突出随着煅烧温度的升高HAP又开始发生相转变-TCP的吸收峰a图2.4 不同温度下煅烧后的羟基磷灰石粉末的FT-IR图Fig 2.4 FT-IR of HAP powders prepared by different sintering temperature treament和950ÄܽϺõķ´Ó¦·ÛÄ©Á£¾¶´óСµÄ¾ùÔÈÐÔ和950在低温如200µ«Ëæ×ÅÈÈ´¦ÀíζȵÄÉý¸ß¾§Á£Ö®¼äµÄ²¢ºÍ¼Ó¾ç比表面计算得到的粒径大小基本吻合同时HAP粒子的粒径分布越来越宽而在图d中随着煅烧温度的升高(a) 200(c) 7504450950干燥脱气处理后置于-195.604Èç¹û¼ÙÏóHAP粒子为均匀球状分布表2.3 HAP比表面积与煅烧温度的关系Tab2.3 the effects of different sintering temperature treament on HAP surface煅烧温度200 450 750 950比表面积nm30.5 68.0 94.3 164通过ASAP-2020型比表面分析仪测试56.71/m2 /g可见这可能是因为在该过程中粒子融合在一起且逐渐致密化而空洞的收缩这可能与用粒度仪测试HAP粒子时溶液的分散效果5下煅烧时HAP的晶型逐渐突出时已基本可以看出HAP为针状晶体时越发突出其形貌特点也可以得到解释随着温度的升高晶型也凸现出来a450d²ÅÄÜ·¢»ÓÆä¶ÀÌØ×÷ÓÃ将过滤后所得的沉淀在100Í£Ö¹¼Óѹ²¢ÔÚ¸ÃѹÁ¦Ï±£³Ö2分钟后退模然后将生胚置于马弗炉中分别在200750下烧结形成素胚HAP 450图2.8 烧结温度对HAP 横向收缩率的影响Fig2.8 Contraction percentage of HAP compacts as a function of sintering temperature采用阿基米德法分别测试各温度下烧结形成素胚的密度从图可以看出随着烧结温度的升高说明素胚结合越来越致密-950时的基础上增加了4%HAP 开始慢慢转化为Ca32.5 本章小结4H2O 的初始浓度其中煅烧温度越高时纯度较差煅烧温度为7502我们制备羟基磷灰石时Ca(NO 3)2素胚的烧结温度分别选为450²ÉÓþùÔȳÁµí·¨ÊÇÒ»ÖֺϳÉHAP 陶瓷较简便的方法煅烧温度低有一定的工业应用价值3 TiO2溶胶及负载型光催化剂HAP/TiO2的制备与表征3.1 TiO2溶胶的制备负载型TiO2的制备方法主要有溶胶-凝胶法离子交换法制备条件温和牢固性好等优点而成为目前最常用和最具有前景的方法因此溶胶的稳定性是大家普遍关注的问题探索稳定时间长实验中所用的水均为蒸馏水表3.2 部分实验仪器Tab3.2 Experiment Reagent名称型号生产厂家磁力加热搅拌器 78—1 江苏江堰银河实验仪器厂马弗炉湖北省英山茂福电炉厂烧杯5020²»¶Ï½Á°èϼÓÈëÒ»¶¨±ÈÀýµÄÕý¶¡´¼剧烈搅拌90min后最后加入稳定剂B在得到TiO2溶胶的基础上温度下煅烧3.2 结果与讨论3.2.1 水量的影响表3.3列出了水的用量不同时温度25稳定剂A和稳定剂B的用量分别为0.7mlÒÔ¼ìÑé¶þÑõ»¯îÑÈܽºÖƱ¸¹ý³ÌÖвÎÊýµÄÑ¡Ôñ表3.3 水量对溶胶的影响Tab3.3 Effect of water content on sol stabilityH 2O (ml) 溶胶的稳定性膜1.0 加入H 2O 后10min 成为乳白色沉淀0.5 溶胶可稳定存放4d 干燥后即可用手抹去0.3浅黄色溶胶煅烧后有大面积白色晶粉存放60d颜色和体积没有变化90d 时变为橙黄色仍可进行提拉涂膜仍可进行提拉涂膜敞口放置第一次煅烧后膜透明多次涂覆煅烧后呈白色 0.1 溶胶的性状基本同上一次煅烧后附着不牢2次煅烧膜成粉状煅烧3次后膜一抹即掉Ti(OBu n )4Ti (OBun)2(OH)2Ti(OH)4缩合反应一般都与Ti(OBu)4/H 2O 的摩尔比有关在稳定的溶胶体系中上述过程是分步进行的加水量少反之从表中数据可以看到生成氧化物沉淀但水缺乏时综合考虑溶胶的稳定时间和成膜性质适2均匀有序的溶胶结构需要较快的水解反应速率和较慢的聚合反应过程而加入酸作催化剂不仅能加快醇盐的水解反应过程它们会排斥OR 基而与羟基相吸附使它们的电荷更正另一方面OR 基与金属阳离子之间为此比较了它们的催化作用温度25稳定剂A 和稳定剂B 的用量分别为0.7ml·ÅÖúó³ÊÀ¶É«¸½×Ų»ÀÎHNO 3 5浅黄色溶胶可抹去HNO 3 3浅黄色溶胶可抹去HNO 3 1 缓慢形成白色沉淀 /CH 3COOH5浅黄色溶胶70d后颜色加深90d时变为橙黄色仍可进行提拉涂膜仍可进行提拉涂膜敞口放置第一次煅烧后膜透明多次涂覆煅烧后呈白色只有pH值适当时pH 值越小pH 值过小(如小于1.5)时溶液逐渐成稳定的溶胶这些带电胶粒互相排斥促使其不能聚合成凝胶也不会立即聚沉温度及反电荷溶胶等强电解质用HNO3调节pH为1时直接生成了沉淀水溶液中电离常数为1.75¸üÖ÷ÒªÊÇÒòΪ´×ËáÊÇÒ»ÖÖÂçºÏ¼ÁÒ»ÖÖÔÚÄ©¶ËTi(OBu n)4+AcOH´×ËáÅäλÌå×÷Ϊ˫Åäλ»ùÒýÆðòüºÏÅäλºÍÇŽÓλÈܽº²»»á¶Ìʱ¼äÄÚ±ä³ÉÄý½º¿Õ×èЧӦºÍÂçºÏÄÜÁ¦À´Ó°Ïì½ðÊô´¼ÑεÄË®½âºÍËõ¾ÛµÄ³Ì¶ÈµÄ¾ùÔÈ»¯Æä·Ö½â±í3.5给出了无水乙醇其他条件为冰醋酸2.0ml0.5mlÈýÖÖ²»Í¬µÄ´¼×÷ÈܼÁʱîÑËá¶¡õ¥¿ÉÓë´¼ÈܼÁºÜ¿ì·¢Éú¿ÉÄæµÄÈ¡´ú·´Ó¦¶ø¿Õ×èЧӦ´óС´ÎÐòÔòÊǶ¡Íé»ù>异丙烷基>乙烷基缩聚反应都是乙烷基最快乙醇>异丙醇>正丁醇加快凝胶化进程表3.5 溶剂的影响Tab3.5 Effect of solvent on sol stability溶剂 溶胶的稳定性膜无水乙醇草绿色溶胶4次煅烧后开始脱落之后成为亮黄色凝胶 可连续6次涂膜煅烧存放60d颜色和体积没有变化90d 时变为橙黄色仍可进行提拉涂膜仍可进行提拉涂膜敞口放置第一次煅烧后膜透明多次涂覆煅烧后呈白色 3.2.4 稳定剂的作用钛酸酯中的钛虽然是四价所以加入配合能力适当的配体不但不会发生白色沉淀而且易于生成氢氧化物或氧化物沉淀得到稳定的溶胶其他条件为冰醋酸2.0ml3.2.5 TiO2的X衍射分析煅烧温度和时间影响晶粒的生长过程及晶型金红石(rutile)和板钛矿(brookite)三种晶型其中锐钛矿型光催化活性较高图3.1 TiO2晶型结构示意图Fig3.1 the pattern structure of TiO2 crystallites两者的差别在于八面体的畸变程度和八面体相互联结的方式不同锐钛矿型八面体呈明显的斜方晶畸变3.04)比金红石型(3.57 Å1.980 Å)小于金红石型(1.949 Ű˸ö¹²¶¥½Ç)Ëĸö¹²¶¥½Ç)ÈñîÑ¿óÐÍÓÉËĸöTiO2分子组成锐钛矿型的质量密度(3.894g/cm3)小于金红石型(4.250g/cm3)金红石型TiO2比表面积较小·OH的另一个来源以及羟基化产物进一步氧化反应的氧化剂光生电子与空穴容易复合图3.2是将TiO 2干凝胶分别在400600时当煅烧温度为600¶øµ±ìÑÉÕζÈΪ500下煅烧催化剂即可制备负载型的光催化剂TiO2/ HAPÑ¡ÓÃHAP450慢慢浸入制得的TiO2透明溶胶中最后将其在马弗炉中煅烧下保温一段时间即得负载型光催化剂TiO2/HAP模块每片HAP450模块上的涂覆量可通过称重差量得到A0表示负载前的重量表3.7 负载次数与TiO2负载量Tab3.7 Relation between loaded weight and coating times负载次数 1 2 3 4 5 6HAP450g%g%HAP模块表面负载的二氧化钛量也随之增加同时的负载量HAP450±È±íÃæ½Ï´ó3.3.3 TiO2/ HAP的吸附性实验广义的吸附作用(sorption)包括两种主要的机理其中表面吸附有4种类型而我们通常所说的吸附作用皆属于表面吸附的范畴Kresak.M认为HAP对有机物的吸附大部分符合Langmuir型单分子层的吸附等温线素坯以及负载好二氧化钛溶胶的模块置于100mg/L的酸性媒介红B溶液中暗反应。
羟基磷灰石在骨组织工程中的应用研究引言随着人们对健康的关注日益提高,骨组织工程逐渐成为医学领域的热点研究方向。
骨组织工程是一种通过生物材料的应用促进骨组织再生和修复的技术。
在众多的生物材料中,羟基磷灰石因其良好的生物相容性、生物活性和生物可降解性而备受关注。
本文将从羟基磷灰石的特性、制备方法以及在骨组织工程中的应用等方面进行阐述。
一、羟基磷灰石的特性羟基磷灰石是一种生物陶瓷材料,其化学成分类似于骨细胞中的无机物质。
为钙磷酸盐类化合物,其晶体结构为透明正交晶系。
羟基磷灰石具有一定的生物相容性,可以被人体吸收和代谢,因此在医学领域具有较高的应用价值。
二、羟基磷灰石的制备方法羟基磷灰石的制备方法主要有以下几种:1. 燃烧法:将磷酸钙和氢氧化钙混合后在高温下燃烧获得羟基磷灰石。
2. 水热法:将磷酸钙和氢氧化钙混合后在高温高压下反应生成羟基磷灰石。
3. 溶胶凝胶法:将钙源和磷源在水溶液中反应生成溶胶,然后通过凝胶化处理生成羟基磷灰石。
以上三种方法均可以制备高纯度且具有一定生物活性的羟基磷灰石。
三、羟基磷灰石在骨组织工程中的应用由于其良好的生物相容性和生物活性,羟基磷灰石在骨组织工程中得到了广泛应用。
其主要应用包括以下几个方面:1. 骨修复:在骨折、骨缺损等骨损伤修复过程中,羟基磷灰石可以作为填充材料用于填补骨缺损处,促进骨组织再生和修复。
2. 人工骨:由于其化学成分类似于骨细胞中的无机物质,羟基磷灰石可以用于制备人工骨。
人工骨可以在手术中替代或修复受损骨骼,避免采集患者的自体骨组织。
3. 药物缓释:羟基磷灰石可以作为药物载体,将药物通过吸附、包埋等方式嵌入羟基磷灰石中,用于药物缓释。
4. 医学修复材料:羟基磷灰石可以制备出多孔性结构,与骨组织的微结构相似,可以作为医学修复材料用于促进骨组织再生和修复。
结论羟基磷灰石作为一种生物陶瓷材料,在骨组织工程中应用广泛。
其生物相容性、生物活性和生物可降解性等特性,使得它成为理想的骨修复和人工骨材料。
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: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。