摘要
α-磷酸三钙(α-TCP)骨水泥是一种理想的骨缺损修复材料，其在体内外均无毒性，具有优秀的骨传导性和生物活性，与目前临床应用的其他磷酸钙骨水泥相比更有生物吸收性，更容易被新骨取代。但α-TCP骨水泥仍具有凝固时间长、力学性能差和降解速度过快的缺点，因此，探究如何改善α-TCP骨水泥的力学和生物学性能具有重要意义。 本论文以α-TCP作为研究对象，制备了Sr2+掺杂的α-TCP粉体、缺钙型羟基磷灰石(CDHA)/α-TCP双相磷酸钙粉体和β-硅酸二钙(Ca2SiO4)/α-TCP复合粉体，分别以其为原材料制备了磷酸钙骨水泥，针对其材料学和生物学性能展开一系列基础性研究。主要内容如下:(1)以β-环糊精为模板，通过化学沉淀法制备了Sr2+掺杂的α-TCP粉末，研究了Sr2+掺杂对α-TCP性能的影响。研究表明:随着Sr2+含量的增加，α-TCP颗粒尺寸增加、比表面积降低，但形貌变化不大;α-TCP骨水泥的凝固时间和抗压强度随着Sr2+含量的增加呈先增加后降低的趋势，细胞毒性呈先降低后增加的趋势。当Sr2+含量在3mol％时达到最大值，骨水泥的初凝时间为24min，终凝时间为47min，抗压强度为10.8MPa，L928细胞培养3天后的细胞成活率在97％以上，具有良好的力学和生物学性能。 (2)以β-环糊精和柠檬酸为模板，通过化学沉淀法制备了比例可控的CDHA/α-TCP双相磷酸钙粉体，研究了双相磷酸钙的合成以及CDHA加入对α-TCP性能的影响。研究表明:柠檬酸促进了双相磷酸钙中CDHA的形成，随着柠檬酸加入量的提高，双相磷酸钙中CDHA的比例也不断增加;对于CDHA/α-TCP双相磷酸钙骨水泥，随着CDHA含量的增加，骨水泥的凝固时间减少、抗压强度降低、矿化和降解的速率也相应减慢，细胞毒性先降低后增加。当CDHA与α-TCP的比例接近50/50时，骨水泥支架具有最佳的细胞毒性，在此比例下，双相磷酸钙骨水泥的初凝时间为7.1min，终凝时间为12.8min，抗压强度为2.08MPa。此外，CDHA会影响双相磷酸钙骨水泥的降解速率，因此可以通过控制CDHA/α-TCP的比例的方法控制双相磷酸钙骨水泥的降解速率，以适应实际治疗的需要。 (3)通过溶胶-凝胶法制备了纯度较高，结晶性良好的β-Ca2SiO4粉末，研究了β-Ca2SiO4的加入对α-TCP骨水泥性能的影响。对于β-Ca2SiO4/α-TCP复合骨水泥，随着骨水泥中β-Ca2SiO4含量的增加，骨水泥凝固时间增加、抗压强度增加、降解速率提高、细胞毒性增加;此外β-Ca2SiO4的加入会改变磷灰石在骨水泥表面沉积的形态，从针片状转变为球状分布。当β-Ca2SiO4的添加量在50wt％时，骨水泥的初凝时间为15.2min，终凝时间为32.3min，抗压强度为14.98MPa，在保持较低细胞毒性的基础上极大的提高α-TCP骨水泥的抗压强度。
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