下载文档原格式
骨组织工程研究发现，羟基磷灰石与天然骨组织在化学成分和结构上有很大相似性，而纳米级的羟基磷灰石在材料的机械强度、细胞亲和性及体内降解速率等方面比普通羟基磷灰石有明显优势。
另外，在成骨分化的晚期，成骨细胞分泌大量胞外基质并发生矿化，其中的产物就有纳米级的羟基磷灰石。
已有研究显示，纳米羟基磷灰石颗粒与细胞具有良好的相容性，对一些细胞具有生物学促进作用。
因此，在静电纺丝液中加入羟基磷灰石制备纳米纤维膜，研究其对成骨细胞的影响。
羟基磷灰石强度【原创实用版】目录1.羟基磷灰石概述2.羟基磷灰石的强度3.影响羟基磷灰石强度的因素4.羟基磷灰石的应用领域正文1.羟基磷灰石概述羟基磷灰石（Hydroxyapatite，简称 HAP）是一种磷酸钙羟基矿物，化学式为 Ca10(PO4)6(OH)2。
它是生物体中最常见的一种无机物质，广泛存在于动物的骨骼和牙齿中，具有优良的生物相容性和生物活性。
在工程领域，羟基磷灰石因其独特的物理和化学性质而具有广泛的应用前景。
2.羟基磷灰石的强度羟基磷灰石具有很高的力学强度，其抗压强度可以达到 100-200MPa，抗拉强度可以达到 30-50MPa。
这使得羟基磷灰石在很多工程领域可以作为一种高强度的材料使用。
3.影响羟基磷灰石强度的因素羟基磷灰石的强度受多种因素影响，主要包括以下几点：（1）晶体结构：羟基磷灰石的晶体结构对其强度有重要影响。
一般来说，晶体颗粒越细，晶界越多，羟基磷灰石的强度越高。
（2）颗粒尺寸：颗粒尺寸对羟基磷灰石的强度也有显著影响。
颗粒尺寸越小，颗粒间的接触点越多，摩擦力越大，从而提高材料的强度。
（3）孔隙结构：孔隙结构对羟基磷灰石的强度也有影响。
孔隙越小，材料越致密，强度越高。
4.羟基磷灰石的应用领域由于羟基磷灰石具有高强度、生物相容性和生物活性等优点，使其在多个领域具有广泛的应用前景。
以下是羟基磷灰石的一些应用领域：（1）生物医疗：羟基磷灰石可用于制作人工骨、人工牙等生物医疗材料，具有良好的生物相容性和生物活性。
（2）环境工程：羟基磷灰石可用于污水处理，因其具有良好的吸附性能和化学稳定性。
（3）建筑材料：羟基磷灰石可用于制作高强度、环保的建筑材料，如混凝土、砖等。
（4）涂料：羟基磷灰石可用作涂料颜料，具有良好的耐候性和抗腐蚀性。
综上所述，羟基磷灰石因其独特的物理和化学性质，在多个领域具有广泛的应用前景。
多孔羟基磷灰石的制备及其性能研究董盼盼;徐亚辉;郭双桃【摘要】以多孔支架材料的设计出发，采用化学共沉淀法制备了纳米羟基磷灰石粉末，并通过添加造孔剂工艺，于800℃烧结处理4 h 后经过水洗处理除去造孔剂，再于1250℃高温处理3 h，得到不同含量比的多孔羟基磷灰石生物陶瓷。
通过一系列性能表征包括孔洞结构、物相组成、力学性能以及孔隙率测试等，研究多孔羟基磷灰石陶瓷性能。
%From the perspective of porous scaffolds materials design, nano-sized hydroxyapatite (HA) powders were synthesized by chemical co-precipitation method. Porous HA ceramicswith different HA contents were prepared by using pore forming agentwith the process of water washing after the sintering treatment at 800 oC for 4 h and 1 250 oC for 3 h. Properties of the porous HA ceramics were studied by characterizing pore structures, phase composition, mechanical strength and porosity testing.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】4页(P2592-2595)【关键词】羟基磷灰石;多孔支架;造孔剂;生物陶瓷【作者】董盼盼;徐亚辉;郭双桃【作者单位】清华大学深圳研究生院，广东深圳518055;清华大学深圳研究生院，广东深圳 518055;清华大学深圳研究生院，广东深圳 518055【正文语种】中文【中图分类】TQ028自上世纪末开始，纳米羟基磷灰石便成为当代合成类骨生物复合材料的主要研究对象，国内外研究人员开发了多种纳米羟基磷灰石的制备方法，主要包括水热合成法、化学共沉淀法以及溶胶-凝胶法等［1］。
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。
密级1级学号111472论文羟基磷灰石（HA）生物复合材料的研究进展院（系、部）：材料科学与工程学院姓名：年级：专业：高分子材料与工程指导教师：教师职称：实验师羟基磷灰石（HA）生物复合材料的研究进展摘要：本文综述了强韧化羟基磷灰石( H A ) 生物复合材料的类型、力学性能等方面的研究进展；以及羟基磷灰石(HA) 与无机、有机及金属材料的三种复合材料的研究应用与进展；分析了目前各种复合材料存在的主要问题；讨论了羟基磷灰石复合材料的发展方向。
关键词：羟基磷灰石生物复合材料进展Abstract: This paper reviews toughening hydroxyapatite (H A) progress in the studyof type, sintering and mechanical properties of bio composites of hydroxyapatite (HA), as well as the research progress and application of three kinds of composite material with inorganic, organic and metal material; and analyzes the main problems existed; discusses the development direction of hydroxyapatite composite material. Keywords: hydroxyapatite Biological composite material Progress一、背景简介生物医用材料又称生物材料(Biomaterials)，是一类用于诊断、治疗或替换人体组织、器官或增进其功能的新型高技术材料，不但有很高的技术含量和经济价值，而且与人们的生命和健康息息相关。
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。
实验方案课题六纳米羟基磷灰石的制备与表征小组成员段东斑、陆文心、耿明宇1.背意义景羟基磷灰石（Hydroxyapatite，简称HA，化学分子式:(Ca10 (PO4)6(OH)2)是人体和动物骨骼的主要无机成份。
在人体骨中，HA 大约占60%，它是一种长度为20~40nm，厚1.5~3.0nm 的针状结晶，其周围规则地排列着骨胶原纤维[36]。
齿骨的结构也类似于自然骨，但齿骨中HA 的含量高达97%。
医学领域长期以来广泛使用的金属和有机高分子等生物医学材料，其成分和自然骨完全不同，用来作为齿骨的代材料(人工骨、人工齿)填补骨缺损材料，其生物相容性和人体适应性尚不令人满意。
而羟基磷灰石具有无毒、无刺激性、无致敏性、无致突变性和致癌性，是一种生物相容性材料，可与骨发生化学作用，有很好的骨传导性。
因此，近二十年来，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，其中特值得重视的是与骨组织生物相容性最好的HA 活性材料的研究、临床应用。
近年来，随着人们对纳米领域的认识与关注，医学界也相继开始了对纳米HA 粒子(或称超细HA 粉)的研究，HA 纳米粒子与普通的HA 相比具有不同的理化性能：如溶解度较高、表面能较大、生物活性更好、具有抑癌作用等，可以作为药物载体用于疾病的治疗，是一种生物相容性良好的治疗材料。
目前，人们已经开发出多种方法来制备纳米HA，如水解法、水热反应法、溶胶一凝胶法及最近发展的微乳液法等，其中化学沉淀法是各种水溶性的化合物经混合、反应生成不溶性的沉淀，然后将沉淀物过滤、洗涤、煅烧处理，得到符合要求的粉体。
化学沉淀法因工艺简单、成本低、颗粒小等优点被广泛应用。
但是目前对这种方法的研究还处于初级阶段，制备出的纳米粒子粒径不均一，分散性差且有易团聚的现象。
为此，我们希望对化学沉淀法制备HA纳米粒子的条件的进行深入研究，分析各种因素对纳米HA晶型与粒径的影响，为HA的工业化生产提供依据。
氨基接枝羟基磷灰石介绍氨基接枝羟基磷灰石（AG-HAP）是一种重要的生物材料，具有广泛的应用前景。
本文将介绍AG-HAP的制备方法、表征手段以及其在医学领域的应用。
制备方法氨基接枝方法1.将羟基磷灰石（HAP）与氨基化试剂反应，使氨基基团成功接枝在HAP表面。
2.根据需要调整反应条件，如反应温度、反应时间等，以控制接枝密度和氨基化程度。
表征手段1.红外光谱（IR）：利用IR光谱可以观察到氨基基团的存在，从而确认氨基接枝的成功。
2.X射线衍射（XRD）：XRD可以用于分析HAP晶体结构的改变，进而评估氨基接枝对晶体结构的影响。
3.扫描电子显微镜（SEM）：SEM观察样品表面形貌，评估氨基接枝的均匀性和覆盖率。
4.比表面积测试（BET）：BET测定样品的比表面积，评估氨基接枝后的HAP的吸附性能。
应用领域骨组织工程1.由于AG-HAP具有良好的生物相容性和生物活性，可以作为骨组织工程材料的载体。
2.AG-HAP的氨基基团可以通过配体化学修饰，实现对细胞黏附和增殖的调控。
3.AG-HAP的孔隙结构和比表面积利于细胞的生长和血管的渗透。
药物缓释1.AG-HAP可以作为药物缓释材料，将药物加入其孔隙中，通过控制孔径和表面性质来调控药物的释放速度。
2.氨基基团可以用于药物的偶联和修饰，增强药物与AG-HAP的相互作用力，提高药物的载荷量和缓释效果。
水处理1.AG-HAP具有良好的吸附性能，可以用于水中有害物质的去除。
2.AG-HAP的氨基基团可用于吸附金属离子、有机物等，降低水中的污染物浓度。
结论氨基接枝羟基磷灰石是一种具有广泛应用前景的生物材料。
通过氨基接枝方法，可以实现对HAP的表面功能化改性，改善其生物相容性和生物活性。
通过适当的表征手段，可以评估AG-HAP的物化性质和表面形貌。
在骨组织工程、药物缓释和水处理等领域，AG-HAP都具有重要的应用潜力。
但是，目前AG-HAP的制备方法和应用还存在一些问题和挑战，需要进一步的研究和探索。
羟基磷灰石的制备及表征一、实验目的1。
掌握纳米羟基磷灰石的制备及原理２.了解羟基磷灰石的表征方法及生物相容性二实验原理羟基磷灰石(hｙｄrrｏsyapatitｅ，HAＰ）分子式为Ca10(PO４)6（OH)２是自然骨无机质的主要成分,具有良好的生物相容性和生物活性,可以引导骨的生长，并与骨组织形成牢固的骨性结合。
HＡP是生物活性陶瓷的代表性材料,生物活性材料是指能够在材料和组织界面上诱导生物或化学反应，使材料与组织之间形成较强的化学键,达到组织修复的目的。
HAP在组成上与人体骨的相似性,使HAP与人体硬组织以及皮肤、肌肉组织等都有良好的生物相容性,植入体内不仅安全、无毒，还能引导骨生长，即新骨可以从HAP植入体与原骨结合处沿着植入的体表面或内部贯通性空隙攀附生长,材料植入体内后能与骨组织形成良好的化学键结合。
ＨＡP主要的生物学应用作骨组织代替材料,磷酸钙类生物陶瓷材料在临床应用中遇到的最大困难之一是材料强度差，尤其是韧性低,且机械可加工性差，导致其在临床应用中受到了极大的限制。
为了改善HAP陶瓷的脆性和强度问题,一般会在其中添加ＺrO2和碳纤维或是Ａｌ2O３和玻璃等物质进行增韧.纳米级羟基磷灰石的制备方法很多，主要分为固相法和液相法两大类。
固相法合成在一定条件下（高温、研磨）让磷酸盐与钙盐充分混合发生固相反应,合成HAP粉末．液相法合成是在水液中，一磷酸盐和钙盐为原料,在一定条件下发生化学反应，生成溶解度较小的HAP晶粒，包括化学沉淀法.水热合成法、溶胶-凝胶法、自然烧法、微乳液法、微波法等。
化学沉淀法因具有实验条件要求不高、反应容易控制,适合制备纳米材料等优点从而得到广泛应用。
沉淀法通常是在溶液状态下将不同化学成分的物质混合,在混合溶液中加入适量的沉淀剂得到纳米材料的前驱沉淀物,再将此沉淀物结晶进行干燥或煅烧制得相应的纳米材料。
金属离子在沉淀过程是不平衡的,需要控制溶液中的沉淀剂的浓度，使沉淀过程缓慢发生,才会使溶液中的沉淀处于平衡状态,使沉淀能均匀的出现在整个溶液中。
Thermal decomposition and mechanical properties of hydroxyapatite ceramic YANG Chun(杨 春)1, 2, GUO Ying-kui(郭英奎)1, ZHANG Mi-lin(张密林)2 1. College of Materials Science and Engineering, Harbin University of Science and Technology, Harbin 150080, China; 2. College of Materials Science and Chemical Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China
Received 10 February 2009; accepted 4 May 2009
Abstract: Pure hydroxyapatite (HAP) ceramic and HAP composite ceramic with B2O3 were prepared by isostatic press forming and pressureless sintering. The relationships between thermal decomposition ratio and mechanical properties for pure HAP ceramic and the composite ceramic were investigated by means of FTIR, X-ray diffraction and three-point bending method. The results indicate that the decomposition ratio of pure HAP ceramic increases with ascending the sintering temperature and nearly reaches 80% at 1 350 ℃. For the HAP composite ceramic, the thermal decomposition is inhibited obviously due to the addition of B2O3. The added
B atoms incorporate into the crystal lattice of HAP to form solid solution, resulting in an enlargement in the crystal spacing and an improvement in the binding strength of HAP crystal cell. Thermal decomposition ratio of HAP decreases but bending strength and fracture toughness are enhanced for HAP composite ceramics. However, when the added B2O3 is more than 5% (mass fraction), HAP
decomposition is promoted and a steady β-TCP is formed due to the fact that when B atoms with higher negative electricity are combined with O, sp2 and a full-air p are formed, and those voids have a strong trend to intake of the outer electrons. So, it is very possible to occupy the place where HAP loses OH− or PO43−.
Key words: B2O3; hydroxyapatite ceramic; thermal decomposition; bending strength; fracture toughness
1 Introduction Hydroxyapatite (Ca10(PO4)6(OH)2, HAP) is the principal inorganic component of bones and teeth, which gets 72% and 97%, respectively. HAP possesses more excellent biocompatibility and interactive bioactivity than biomedical Ti alloys, silastic and carbon materials. It is the most typical bioactive material[1−3] that the traditional metallic materials can not match. At present, HAP is mainly applied in repair and replacements of hard tissues, such as oral implants, alveolar ridge strengthening, ear ossicle and vertebra repairs, and it also has great potential in biomimetic area[4−6]. However, HAP can easily be composed at a certain temperature, which results in poor sintering characteristics and mechanical properties for HAP ceramic[7−8], that is why prepared HAP ceramics usually possess low bending strength and fracture toughness, far away from the clinical demand. Therefore, how to inhibit the decomposition of HAP ceramics is a hotspot that needs to be solved. Normally, ZrO2 is added into HAP ceramics to inhibit HAP thermal decomposition and improve the bending strength and fracture toughness[9−10]. But, the improvement was very limited. At the same time, the preparation cost of hot-pressed sintered materials is too high to apply in clinic. B2O3 is an evaporable oxide at high temperature
because of its low melting point (450 ℃), so it can be used as a applicable steam dopant[11]. Besides, it is also used as combustion improver to decrease sintering temperature[12]. So far, there is less report on the effect of B2O3 addition on mechanical properties of HAP
ceramics. In the present study, HAP ceramic with B2O3 as
additive was prepared by cold iso-press molding and pressureless sintering on the basis of previous work[13], aiming at the presence manner of B2O3 in the HAP and
its effects on thermal decomposition and mechanical properties.
2 Experimental HAP powders were synthesized according to sol-gel method[14]. B2O3 was from Shunyi Weixin Chemical
Plant of Beijing, China and its main chemical constitutions are given in Table 1. HAP with B2O3 addition up to 20% (mass fraction)
Corresponding author: GUO Ying-kui; Tel: +86-451-84026381; E-mail: gyk100@hrbust.edu.cn DOI: 10.1016/S1003-6326(09)60131-X YANG Chun, et al/Trans. Nonferrous Met. Soc. China 20(2010) 254−258 255
Table 1 Main chemical constitutions of B2O3 powder (mass fraction, %)
B2O3 Sulfate
Silicates and alkali metal salts in content of sulfate Heavy metal in
content of Pb98.0 0.02 0.1 0.05
was ball ground for 50 h with Al2O3 beads as the
