普通陶瓷生物性能及組成、結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、據(jù)報道，每年全球醫(yī)療器械市場已經(jīng)達到3500億美元，并且以每年10％的速度增長，其中生物醫(yī)用材料需求約占總份額的50%，硬組織材料（主要是骨替代品和人工牙齒）是最重要的組成部分。以我國為例，我國每年大約有2000多萬例因外傷、疾病早成的骨傷患者，其中有10%，也就是200多萬人需要骨修復材料，每年的市場約150億人民幣，而潛在的市場或有500億人民幣左右。隨著物質(zhì)生活的不斷提高，我國對骨替代材料的需求將會不斷增大。初步估計，在15-20

2、年內(nèi)，骨替代材料的市場份額將達到藥物市場份額的10%。面對如此巨大的市場份額，尋找一種價格低廉、性能優(yōu)異的骨替代材料正成為研究的熱點。
　　本實驗以廉價的碳酸鈉（Na2CO3）、二氧化鈦（TiO2）、氫氧化鈉（NaOH）等為原料，通過固相反應和水熱合成的方法，制備出純相鈦酸鈉（Na2Ti3O7和Na2Ti6O13），并經(jīng)過簡單的陶瓷制備方法獲得了多孔生物陶瓷。通過差熱熱重分析（TG-DSC）實驗結(jié)果，確定燒結(jié)溫度；通過掃描電鏡（S

3、EM）確定測試結(jié)果，確定樣品的微觀結(jié)構(gòu)；通過 X射線衍射（XRD）測試結(jié)果，確定樣品的晶體類型；通過模擬體液（SBF）浸泡實驗和細胞毒性實驗測試結(jié)果確定樣品的生物性能。
　　實驗結(jié)果表明通過原位生長棒狀Na2Ti6O13在950 oC制備的自增韌多孔鈦酸鈉生物陶瓷互相貫通的多孔結(jié)構(gòu)，并且有良好的機械性能，氣孔率為61.10±1.12%的鈦酸鈉陶瓷的抗壓強度和抗折強度分別達到了43.36±2.43MPa和3.47±0.21MPa·m

4、1/2)。具有均勻分布的和相互關聯(lián)的氣孔的網(wǎng)狀鈦酸鈉陶瓷是用鈦酸鈉納米帶（Na2Ti3O7）通過簡單的方法制備的，測試結(jié)果表燒結(jié)溫度950℃，45S5玻璃含量為15%的樣品，氣孔率達到了82%，并且彎曲強度達到40MPa。在SBF浸泡實驗中，在表面生成了鈦酸鈣（CT）和羥基磷灰石（HA）。在細胞毒性實驗中沒有表現(xiàn)出毒性。
　　在羥基磷灰石增韌實驗中，添加8%棒狀鈦酸鈉（Na2Ti6O13）的羥基磷灰石抗壓強度從41.94MPa，增