摘要
材料是社会经济建设的重要支柱之一.生物材料作为生命科学研究最为重要的一个领域,当今已引起越来越多材料界科学工作者和临床医生的兴趣.由于科学技术的发展,以羟基磷灰石(HA)为代表的生物陶瓷逐渐成为一个活跃的领域.由于陶瓷材料的无毒、无害,具有良好的生物活性和生物相容性,且硬度高,杨氏模量与人体骨相近,故可作为骨骼、牙床、心脏瓣膜等的修补材料或替代材料使用,可以大大弥补金属材料和有机材料的缺陷.随着人口老龄化及人体部件的磨损、病变、受伤、畸形需要修复,研究开发生物陶瓷并应用于临床具有很广阔的前景.该论文综述了当前羟基磷灰石陶瓷材料的最新研究进展,并就纳米羟基磷灰石以及其复合材料的制备与性能进行了深入的研究,主要内容如下:1.系统地研究了纳米羟基磷灰石的制备方法.通过对沉淀、溶胶—凝胶、水热三种不同的制备过程及结果的比较分析,得出了纳米HA的最佳制备方法.这三种方法都可制得纯相的HA纳米颗粒,但水热法在一定程度上具有一定的优越性:所制备的HA形貌与人体骨中的HA相似,且分散性较好,不易团聚,不需经过热处理即可得到较好晶形.另外,无论从硬度上还是抗压强度上,水热法制备的HA陶瓷都优于其余两种方法.2.通过在纳米羟基磷灰石中掺杂碳纳米管(CNTs),将CNTs作为增强相加入到HA陶瓷材料中,从而利用CNTs优异的力学性能,达到增强人工骨陶瓷材料的目的.结果表明,在复合材料中所掺入的CNTs的含量不同,其硬度和抗压强度的大小也不同.当CNTs掺杂量为3%时,复合材料的硬度和抗压强度都达到最大值,分别约为纯HA的150%和300%.3.研究并掌握多孔阳极氧化铝模板(AAO)的制备工艺,提出结合模板制备与溶胶—凝胶过程的全新方法,对HA纳米线有序阵列结构的构筑进行了探索,从而将溶胶—凝胶—模板技术进行了推广.
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