网化羟基磷灰石生物陶瓷的制备及强度改善

【摘要】：生物陶瓷材料不仅具有良好的生物相容性，而且可与骨和软组织形成牢固的化学键性结合，但由于本身脆性高，抗折强度低的限制，在承重部位的应用受到了很大的限制。因此如何提高生物陶瓷的力学性能，是目前研究的一个热点。 本文较系统地讨论了多孔陶瓷的结构、性能、应用和制备方法，重点研究了网化羟基磷灰石(HA)生物陶瓷的制备及其强度改善的方法。实验采用有机泡沫浸渍法制出高孔隙率的三维贯通的网化羟基磷灰石生物陶瓷支架，并采用多种方法改善网化羟基磷灰石陶瓷支架的力学强度，主要包括：采用不同浓度的聚孔酸(PDLLA)溶液涂覆网化HA支架，热等静压，优化HA粉体的颗粒形态等方法。 本实验采用X射线衍射(XRD)分析样品的相成分，分析样品烧结前后有没有发生相变，HA粉末有没有发生结构变化。采用密度法测量网化HA陶瓷的孔隙率，通过扫描电镜观察强度改善前后的网化HA陶瓷支架的显微结构，采用材料万能力学实验机测定样品的抗压强度，测试强度改善后的力学性能。 研究结果表明：1、采用有机泡沫浸法可以制备三维贯通的网化HA生物陶瓷，孔径大小均匀，孔隙高达95％。2、通过在网化HA陶瓷支架表面涂覆高分子涂层，可以显著提高网化HA陶瓷的强度和韧性，且随着PDLLA溶液浓度的提高，涂层厚度增加，抗压强度增大；涂覆5％和10％浓度的PDLLA溶液后，网化HA陶瓷支架的孔隙率无明显变化。3、通过对HA陶瓷支架进行热等静压处理，能有效地提高支架的力学性能，且不改变HAD的相组成。4、分别采用球形、针状、片状颗粒的HA粉末制备的网化HA陶瓷支架的抗压强度是不同的，其中球形粉制备的网化HA陶瓷支架的力学性能最好。