硅灰石复合磷酸盐骨水泥的制备及其性能研究
磷酸钙骨水泥(CPC)，是一种新型的人工骨替代材料。CPC由粉剂和调和液组成，当粉剂和液剂调和成浆体后可在室温下自行固化，最后转变成与人体硬组织的结构和成分相似的羟基磷灰石(HA)。由于其具有良好的生物相容性和任意塑形的特点，解决了生物陶瓷成型差的缺点，从而受到国内外生物材料研究者和外科医生的关注。但是，CPC因其强度低而在临床应用上受到了一定的限制，因此，如何提高磷酸钙骨水泥的强度是目前许多学者研究的重要课题。 本论文以氧化钙和二氧化硅为主要原料，采用熔融析晶法合成了硅灰石，并采用不同的粉碎方法对硅灰石进行粉碎，对粉碎工艺进行优化。以磷酸四钙、α-磷酸三钙、磷酸氢钙、碳酸钙、羟基磷灰石和焦磷酸钙为原料，配制了钙磷比为1.50磷酸钙骨水泥基础配方，并在此基础上添加不同量的针状硅灰石粉体，研究其加入量对磷酸钙骨水泥性能的影响。 通过差热分析、XRD、SEM和光学显微镜方法对硅灰石的晶化条件、晶相组成和微观形貌进行了分析。研究不同粉碎方式对硅灰石长径比的影响。实验结果表明：熔融析晶法合成的硅灰石其主晶相为β-CaSiO3。对于不同粉碎方式，经气流磨粉碎后的硅灰石主要为针柱状结构，而介质搅拌磨破坏了硅灰石原有的针状结构，不适合生产大长径比的硅灰石。 利用Gilmore针法测定骨水泥的初凝时间和终凝时间；用PHS-25数显pH计测定Ringer''s模拟液溶液的pH值；用微机控制电子万能试验机测定抗压强度；分别用X射线衍射仪(D/MAX-IIIA型)和扫描电子显微镜(S-250MKII型)对样品的物相和显微结构进行分析与观察。 实验结果表明：在磷酸钙骨水泥中添加针状硅灰石可以缩短凝结时间，提高抗压强度。当骨水泥中添加3％的针状硅灰石，其性能达到最佳。其初、终凝时间分别为14min和28min，样品在Ringer''s模拟液溶液中浸泡两周后抗压强度为49.23 MPa，同时浸泡溶液的pH值变化幅度小(在7.3～7.8之间)，接近中性；通过XRD和SEM测试结果表明：适量的针状硅灰石促进针状羟基磷灰石的形成，使骨水泥结构更为紧密，从而提高骨水泥固化体的抗压强度。
- 作者：
- 李诺
- 学位授予单位：
- 大连工业大学
- 专业名称：
- 材料学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2008年
- 导师姓名：
- 王志强
- 中图分类号：
- R318.08
- 关键词：
- 磷酸钙骨水泥；硅灰石；人工骨；生物材料；熔融析晶法
- Calcium phosphate bone cement；Simulated body fluid immersion；Natively wollastonite；Calcium pyrophosphate；compressive strength