α-半水硫酸鈣的制備及其性能研究.pdf

1、硫酸鈣，因其具有快速的凝固性能、良好的生物相容性及骨引導性、優(yōu)異的可降解性，而成為一種十分重要的醫(yī)用骨修復植入材料，可應用于骨折、骨缺損以及骨腫瘤等疾病的手術和治療。原料α-半水硫酸鈣(α-CSH)的制備及性能研究是研究該材料的前提和關鍵，對人工骨移植材料的應用和發(fā)展至關重要。目前，我國對α-CSH的研究還處于初級階段，產品完全依賴進口，價格昂貴，臨床應用受到極大限制。傳統(tǒng)方法反應設備較復雜、成本高，所得產品純度低、粒徑大，長徑比高且多

2、為晶須狀，形貌與尺寸分布均勻性差，導致材料的性能不佳。為此，本論文提出采用“兩步法”制備粒徑和形貌可控、長徑比低，且具有良好醫(yī)用性能的α-CSH，即先通過超重力反應沉淀法(HGRP)制備二水硫酸鈣前驅體(CSD)，再采用常壓鹽溶液法使其脫去1.5個結晶水生成α-CSH;進一步對其水化硬化材料的力學性能和注射性能進行探究。全文的主要內容如下:
　　(1)在旋轉填充床中，以乙醇為改性劑，采用超重力反應沉淀法制備CSD前驅體。主要考察了

3、原料濃度、旋轉床轉速、反應溫度、進料流量、乙醇改性劑的添加與否、乙醇的添加量（醇/水體積比）等工藝條件對前驅體制備的影響規(guī)律，確定了較優(yōu)制備條件:以氯化鈣和硫酸鈉溶液為原料，濃度為1.25mol·L-1，以無水乙醇為改性劑，醇/水體積比為1∶3，旋轉床轉速為2500rpm，進料速度為0.5L·min-1，反應溫度為40℃。較優(yōu)條件下所得前驅體為棒狀顆粒，長0.5～4μm，寬0.3～0.8μm，形貌、大小和分布優(yōu)于市售商品、燒瓶制備的前驅

4、體以及超重力法制備但未改性的前驅體。
　　(2)在超重力法制備CSD前驅體基礎上，在傳統(tǒng)攪拌釜反應器中，采用常壓鹽溶液法，以檸檬酸為轉晶劑制備α-CSH。重點探索了反應溫度、反應時間、氯化鈣溶液濃度、前驅體的形貌大小等條件對產品的影響，得到較優(yōu)制備條件:氯化鈣溶液質量濃度為25％，CSD與反應液質量比為1∶20，檸檬酸摻量為0.06％，體系初始pH值為4.4，反應溫度為95℃，反應時間為4h。較優(yōu)條件下所得α-CSH為棱柱狀晶體，

5、長為1～6μm，寬為0.5～2μm，長徑比為1～3。與傳統(tǒng)水熱法制備的長徑比高達30的長須狀相比，通過該法可以獲得較為理想的形貌和較低的長徑比。
　　(3)以α-半水硫酸鈣為固相基材，按一定比例與生理鹽水混合制備得到可注射性硫酸鈣材料，并對其生物醫(yī)用性能進行了初步的研究。考察了液/固比、轉晶劑摻量、α-CSH和前驅體CSD的形貌和大小等因素對材料性能的影響。結果表明，澆筑成型后的白色圓柱體材料表面光滑，結構緊實，性質較穩(wěn)定;液/固