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生物陶瓷材料與仿生復(fù)合材料

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2006-08-16
??仿生材料或生物材料與工業(yè)材料的最大區(qū)別是在生理環(huán)境下使用。移植在生物體內(nèi)的仿生材料,除了能達(dá)到補(bǔ)鈣的目的以外,對(duì)周圍組織和血液不應(yīng)該有不良的影響,即應(yīng)具有生物相容性。另外,植入人體的仿生材料,應(yīng)有足夠的力學(xué)性能,不能發(fā)生脆性破裂、疲勞斷裂及腐蝕破壞等,即應(yīng)具有力學(xué)相容性。

  仿生材料的性能

??相容性

??通常,仿生材料植入人體后,都是在非常嚴(yán)重的腐蝕環(huán)境中使用。例如,牙科材料是在與口腔內(nèi)粘膜、唾液、硬組織牙齒以及大氣接觸狀態(tài)下使用。而整形外科材料,則與軟硬組織(如筋、骨骼、肌腱)等接觸,并處在血液、間質(zhì)液、淋巴液、關(guān)節(jié)潤滑液等液體浸蝕狀態(tài)下使用。因此,仿生材料應(yīng)具備的生物學(xué)條件是:一是無毒無過敏反應(yīng),具有化學(xué)穩(wěn)定性;二是具有良好的耐腐蝕性;三是沒有致癌性和抗原性;四是不會(huì)引起血液凝固和溶血;五是不會(huì)引起異常的新陳代謝;六是不會(huì)在生物體內(nèi)變質(zhì),產(chǎn)生吸附物和沉淀物。

??力學(xué)性能

??仿生材料的最終使用形式是制成人體內(nèi)可接受的器官或器件。因此仿生材料必須與人體結(jié)構(gòu)(包括器官)的力學(xué)性能相容。為此,仿生材料應(yīng)具備以下力學(xué)性能:一是有一定的靜載強(qiáng)度(包括抗拉、壓縮、彎曲和剪切強(qiáng)度);二是有適當(dāng)?shù)膹椥阅A亢陀捕;三是具有耐疲勞和耐磨性;四是具有良好的潤滑性。其中,解決摩擦磨損是人工關(guān)節(jié)材料的關(guān)鍵。

  生物陶瓷

??生物陶瓷的種類很多,從外觀和形狀上看可以是粉末、涂層和塊體。從物相結(jié)構(gòu)看可以是單晶、多晶、玻璃或復(fù)合材料,它們?cè)谛迯?fù)人體器官時(shí)所發(fā)揮的功能也不盡相同。

??生物陶瓷類型及物相的選擇取決于臨床應(yīng)用對(duì)其性質(zhì)和功能的要求。如粉末狀的可用于骨缺損的填充,涂層可改善種植體與組織間的界面物性。藍(lán)寶石單晶因?yàn)閺?qiáng)度高曾用做牙根種植,而A/W玻璃陶瓷因其可以與骨鍵合且具有較高的強(qiáng)度,可以用于脊椎骨替換。惰性陶瓷材料主要是氧化鋁合生物碳。其中,氧化鋁髖關(guān)節(jié)早在上世紀(jì)七十年代就已經(jīng)用于臨床。今年來氧化鋯增韌的氧化物陶瓷由于其高強(qiáng)度而逐漸受到重視。

??以磷酸鹽為基的生物活性陶瓷是目前生物陶瓷研究中最活躍的領(lǐng)域。

 

 

 

 

 

 
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