磷灰石生物陶瓷的密度泛函理論計算.pdf

1、羥基磷灰石是重要的生物醫(yī)學(xué)材料，因為它的化學(xué)組成和生物活性與骨組織相似。人們對羥基磷灰石和其它的磷灰石比如氟磷灰石(FA)、硅代位羥基磷灰石(SiHA)等已經(jīng)進(jìn)行了大量的實驗研究，發(fā)現(xiàn)羥基磷灰石晶體點陣中硅代位增加了它的生物活性。但是這些磷灰石的晶體結(jié)構(gòu)和生物活性機制還沒有被很好的理解。 最近發(fā)展的密度泛函理論已經(jīng)成功地用于研究羥基磷灰石和其它磷灰石的結(jié)構(gòu)和性能。但對于氟磷灰石(FA)和各種代位羥基磷灰石結(jié)構(gòu)和性能的研究還很少。

2、 本文用密度泛函理論，對羥基磷灰石和代位羥基磷灰石等磷灰石生物陶瓷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行了計算和研究。 密度泛函理論計算表明，羥基磷灰石(HA)的結(jié)構(gòu)屬六方晶系、P63空間群晶體結(jié)構(gòu)，點陣參數(shù)為a=9．302A、b=9．303A、c=6．770A。單胞總能量為．22549．7eV。 在硅代位羥基磷灰石(SiHA)中，Si代替HA中一個磷位置形成的硅代位羥基磷灰石，分子式為Cal0(PO4)5(SiO4)(OH)，空間群

3、為P1，單胞總能量高于HA，具有較高的生物活性。 在鎂代位羥基磷灰石(MgHA)中，鎂原子代替Ca(ID位置形成的MgHA為相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，分子式為Mg4C％(P04)6(OH)2，空間群為P63，總能量高于羥基磷灰石，具有較高的生物活性。 在氟磷灰石(FA)中，氟離子代替羥基磷灰石中氫氧根離子，分子式為Cal0(PO4)6F2，優(yōu)化后結(jié)構(gòu)為P63/m空間群，總能量低于HA，氟磷灰石具有較低的生物活性。 為了研究代