生物醫(yī)用陶瓷課件

2012年10月17日生物醫(yī)用陶瓷姓名：09級(jí)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)號(hào)：報(bào)告內(nèi)容相關(guān)介紹特征與分類幾種醫(yī)用陶瓷陶瓷？陶瓷是指用天然或人工合成的粉狀化合物經(jīng)過成型和高溫?zé)Y(jié)制成的、由金屬和非金屬元素的無機(jī)化合物構(gòu)成的多晶固體材料。陶瓷可分為傳統(tǒng)陶瓷(普通陶瓷)和近代陶瓷(特種陶瓷)。傳統(tǒng)的陶瓷都是以由構(gòu)成地殼的硅、鋁、氧三種主要元素形成的天然硅酸鹽礦物為主要原料(如粘土、長石、硅石)制成的材料．為區(qū)別當(dāng)今大量研究開發(fā)的不含硅酸鹽成份的近代陶瓷(如氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、硼化物陶瓷‘、碳化物陶瓷等)。歐美各國習(xí)慣上把硅酸鹽材料通稱為“陶瓷”，而把近代陶瓷稱為“新型陶瓷”(NewCeramics)或“精細(xì)陶瓷”(FineCeramics)。陶瓷特性a)生物相容性非常優(yōu)良。b)化學(xué)性能穩(wěn)定，耐腐蝕性良好：長期使用表面也不易變質(zhì)和變性。c)硬度高，耐磨性好；但破壞韌性值低，耐沖擊性差，脆性大。d)耐熱性好，熱的良好絕緣體。e)加工成形困難。生物陶瓷的分類人體相關(guān)的陶瓷(種植類陶瓷)所謂的與人體相關(guān)的陶瓷就是指通過植入人體或是與人體組織直接接觸，使機(jī)體功能得以恢復(fù)或增強(qiáng)可使用的陶瓷。一般狹義地稱生物陶瓷就是指這類陶瓷。根據(jù)種植材料與生物體組織的反應(yīng)程度又可分為：生物惰性(Bioinert)陶瓷生物活性(Bioactive)陶瓷生物吸收性(Biodegradable)陶瓷生化學(xué)相關(guān)的陶瓷(生物工程類陶瓷)與人體組織不直接接觸羥基磷灰石生物陶瓷材料生物活性陶瓷中應(yīng)用最多的是羥基磷灰石(hydroxyapatite，簡(jiǎn)稱HA或HAP)，。羥基磷灰石是人體和動(dòng)物骨骼的主要無機(jī)成。羥基磷灰石具有良好的生物相容性，植人體內(nèi)不僅安全、無毒，還具有一定的骨傳導(dǎo)性。致密HA具有一定的可加工性，在臨床使用中極為方便，但因其植入人體內(nèi)后，只能在表面形成骨質(zhì)，缺乏誘導(dǎo)骨形成的能力，僅可作為骨形成的支架，主要用于人工齒根種植體。多孔HA具有誘導(dǎo)骨形成的作用和能力，研究表明，多孔HA植入人體后能使界面的軟硬組織都長入孔隙內(nèi)，形成纖維組織和新生骨組織交叉結(jié)合狀態(tài)，能保持正常的代謝關(guān)系。多孔HA生物陶瓷因其強(qiáng)度較低，只能用于一些強(qiáng)度相對(duì)低的部位，在口腔醫(yī)療中主要用于頜骨的置換及修補(bǔ)，在外科醫(yī)療主要用于整容。磷酸鈣生物陶瓷材料目前廣泛應(yīng)用的生物降解陶瓷為p一磷酸三鈣(簡(jiǎn)稱p—TCP)，屬三方晶系，鈣磷原子比為1．5，是磷酸鈣的一種高溫相。B—TCP的最大優(yōu)勢(shì)就是生物相容性好，植入機(jī)體后與骨直接融合，無任何局部炎性反應(yīng)及全身毒副作用。

磷酸鈣主要以結(jié)晶態(tài)的磷灰石相構(gòu)成了人體硬組織的主體，從骨的結(jié)構(gòu)上看，骨是由尺寸小于100nm的磷酸鈣鹽晶體彌散分布在膠原蛋白以及其他生物聚合物中構(gòu)成的連續(xù)多相復(fù)合體，因此磷酸鈣鹽陶瓷具有與骨骼礦化物類似的成分和表面及體相結(jié)構(gòu),與人體組織有良好的生物相容性，可和自然骨形成牢固的骨性結(jié)合。磷酸鈣陶瓷的主要缺點(diǎn)是其脆性，致密磷酸鈣陶瓷可以通過添加增強(qiáng)相提高它的斷裂韌性，多孔磷酸鈣陶瓷雖然可被新生骨長入而極大增強(qiáng)，但是在再建骨完全形成之前，為及早代行其功能，也必須對(duì)它進(jìn)行增韌補(bǔ)強(qiáng).磷酸鈣陶瓷基復(fù)合材料，已經(jīng)成為磷酸鈣生物陶瓷的發(fā)展方向之一復(fù)合生物陶瓷材料復(fù)合生物陶瓷是指生物用復(fù)相陶瓷的總稱。由多種組分構(gòu)成，含有多相的生物用陶瓷材料。研究結(jié)果表明，復(fù)合生物陶瓷材料具有較好的力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性，是一種很有應(yīng)用前景的復(fù)合生物陶瓷材料。生物陶瓷發(fā)展的熱點(diǎn)1.仿生材料近20年來，試圖仿制天然生物材料、利用生物學(xué)原理設(shè)計(jì)和制造仿生物的材料，已成為生物材料研究領(lǐng)域極為活躍的前沿研究方向。2.納米技術(shù)的應(yīng)用納米陶瓷在人工骨、人工關(guān)節(jié)、人工齒等硬組織替代材料制造及臨床應(yīng)用領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。英國的Bonfield成功地合成了模擬骨骼亞結(jié)構(gòu)的納米物質(zhì)，該物質(zhì)有望取代目前骨科常用的合金材料，而且不易骨折，并能與正常骨組織連接緊密。由于納米陶瓷晶粒尺寸很小，材料中的內(nèi)在氣孔和缺陷尺寸大大減少，材料不易造成穿晶斷裂，有利于提高材料的韌性和強(qiáng)度，而隨著晶粒尺寸變小同時(shí)又使晶界數(shù)量大大增加，有助于晶粒問的移動(dòng)，這使納米陶瓷表現(xiàn)出獨(dú)特的超塑性。3.復(fù)合材料生物醫(yī)用復(fù)合材料根據(jù)應(yīng)用需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，由基體材料與增強(qiáng)材料或功能材料組成。[1].焦永峰.趙磊.JiaoYongfeng.ZhaoLei生物陶瓷材料的研究進(jìn)展[期刊論文]-江蘇陶瓷2008,41(2)[2].陳德敏.ChenDemin生物陶瓷材料(七)[期刊論文]-口腔材料器械雜志2007,16(3)[3].鐘銳等．骨組織工程支架材料生物陶瓷的研究進(jìn)展[J】，醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2005，26(4)：26—28[4].曹誼林，崔磊，劉偉．組織工程在創(chuàng)傷骨科領(lǐng)域的研究進(jìn)展Ⅲ．中華創(chuàng)傷骨科雜志．2004．6：724—727．[5].矢小萍，鐘廬云，呂華榮，等．磷灰石析出