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(2) 材料制品的组成范围较宽，可以灵活地设计组成和调制性能。如降解生物 陶瓷，可根据在体内不同部位的应用调节降解速度，使之与骨生长速度匹 配，满足临床要求。
(3) 成型方法多，可根据需要制成各种形状和尺寸，致密或多孔结构等。 (4) 易于着色，如陶瓷牙冠与天然牙齿外观逼真，利于整容、美容手术。
9.2 生物功能性和生物相容性
研制具有修复功能的人工替换材料，十分重要
生物功能性
代替患病、缺损 或衰老的硬组织
矫治先天 畸形
整容和美容
恢复硬组织的形 态和功能
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
相容性
生物相容性
力学相容性
抗血栓
与生物组织有优异的亲和性
物理化学稳定性
在体内长期稳定，不分解、不变质、不变性
Βιβλιοθήκη Baidu
灭菌性
生物陶瓷不仅应具有足够的强度，不发生灾难性脆性断裂、疲劳、蠕变及腐 蚀取量生致生人生生成。决断突 生物不物物 破植体于裂变 化陶平陶陶 坏入 、它，作 反瓷整瓷瓷 ，材 辐所而用 应植的必作 不料 射承且而，入植须为会必等其受形同生入对植形须的弹的成时物体生入成能作性应的，体表物材血以用形力化它后面体料栓无而变大学又所，无和。菌改应小键不形能毒人状 变当、结会成和、体态 其和组合被的生无血生 功生。被织机物害液能存化替间械组、相，下作换形嵌织无接使来用的成连很刺触接，所组的好，，激触不破织地界也要、的会坏结可相面求无宿因。合以匹性植过主环是，配质入敏组境植这以。物反织条入种及植不应受件体结材会人、到如和合对料体无感干生可血本的致染热理以液身力畸。、环是细的学和湿境组胞弹相致热间织造性容癌、发长模性气等
这类生物玻璃抗折强度较低，约为70~80MPa，不能用于强度要求高的人工 骨和关节植入，可以埋人拔牙后的齿槽孔内，防止齿槽孔萎缩，也可用于中 耳的锤骨等。
2、Na2O-K2O-MgO-CaO-SiO2-P2O5系玻璃陶瓷
45S5玻璃中K、Na的含量较高，因而其化学稳定性、长期耐久性及强度均不
够理想。为了减少玻璃中的碱金属含量，增加人体需要的P、Ca含量，更适应 植入物的生理学要求，并使玻璃中能析出磷灰石微晶，又研究出一系列新的 生物活性玻璃陶瓷材料。
0.5％，称为A-W微晶玻璃陶瓷。
这种材料一般是在白金坩埚中1450℃熔融，然后将熔体倒在不锈钢板上急冷。 析晶处理按60℃/h，加热至1050℃，保温4h。有更好的机械性能，其抗折强 度为178MPa，抗压强度为1040MPa，断裂韧性KIC为2.0MPa·m1/2。 可以切削加工成各种形状，便于应用，可用做承受很大弯曲应力的长管骨、 椎骨等的置换材料。
按照材料类型，生物医用材料可分为：①高分子材料；②无机非金属材料； ③金属材料；④复合材料；⑤天然生物材料。
生物陶瓷：作为无机非金属材料在生物医学领域占有重要地位并已有广泛应用，
其主要应用是人体硬组织的修复替换等内植入，如人工牙、人工骨、人工关节等。
(1) 构成材料的物质，以离子键或共价键结合为主。 耐压强度高、硬度高、耐磨损等；化学稳定性好，在体内不易溶解、不 易氧化、不易磨蚀；热稳定性好，易于灭菌消毒；与人体组织亲和性好， 几乎看不到人体组织对其的排斥作用。
人体器官和组织往往因疾患、受伤、老化或先天畸形等损伤或缺损而丧失原 有或应有的功能，需修复、再造人体损伤器官和组织，有效地医治人类疾病、 维持人类的健康和延长人类寿命。
生物相容性角度：
采用患者自身的同种组织作修复材料最为理想，但这增加了患者的痛苦和感 染机会，且材料源受到很大的限制。 采用异体材料(如动物骨)，虽材料源不受限制，但有抗原性。
9.3 惰性生物医用陶瓷
氧化铝陶瓷 氧化锆陶瓷
碳材料
9.4 表面活性生物陶瓷
生物活性:是指材料能在其表面引起正常的组织形成，并且在它建立的连续性 界面能够承担植入部位所承担的正常负荷，此时这类植入材料能表现出最佳 的生物相容性。
生物活性陶瓷材料
生物相容性优异
与骨能形成骨性结合界面
植入骨内还具有诱导骨细胞生长
稳定性好
结合强度高
参与代谢
可完全与生物体骨和齿结合成一体
生物陶瓷
9.4.1 生物活性玻璃和玻璃陶瓷
生物活性玻璃材料于二十世纪七十年代研制出来。
1、 Na2O-CaO-SiO2-P2O5系生物医用玻璃
成分是：45％SiO2，24.5％Na2O，24.5％CaO，6％P2O5，命名为45S5。
玻璃埋入骨的缺损部，一个月内玻璃与骨之间可形成牢固的生物化学结合。
生物陶瓷
第九章
生物陶瓷及其复合材料
参
钦征骑，新型陶瓷材料手册，
考 书
江苏科学技术出版社，1996
郑昌琼，冉均国，新型无机材料，北京：科学 出版社，2003
9.1 生物陶瓷的概述及分类
生物医用材料：是一类具有特定功能和特殊性能，用于人工器官、外科修复、理
疗康复、诊断、检查、治疗疾患等，且对人体组织、生理、生化不产生不良影响的材 料。
代表组成是： Na2O 4.8％，K2O 0.4％，MgO 2.9％，CaO 34.0％，SiO2 46.2％，P2O5 11.7％。
这种材料比高碱生物玻璃具有更好的稳定性，可与骨组织之间产生牢固的化学 结合。
3、MgO-CaO-SiO2-P2O5系玻璃陶瓷 这类玻璃陶瓷不仅含有磷灰石结晶，而且还含有子CaSiO3晶体析出，而且不 含Na、K成分。 代表成分：MgO 4.6％、CaO44.9％、SiO2 34.2％、P2O5 16.3％、外加CaF2
1、 羟基磷灰石材料
9.4.2 磷酸钙生物陶瓷
磷酸钙陶瓷: 具有不同钙磷比的一类系列陶瓷材料，其中对磷灰石的研究
最多。 自然骨和牙齿是由无机材料和有机材料巧妙地结合在一起的复合材料。 无机相：大部分是羟基磷灰石(HAp)结晶，还含有CO2-、Mg2+、Na+、Cl-、F—等微量元素。 有机相：大部分是纤维性蛋白骨胶原。 在骨质中，羟基磷灰石大约占60％~70％，它是一种长度为20~40nm，厚度为 1.5~3nm的针状结晶，其周围规则地排列着骨胶原纤维。齿骨的结构也类似于 自然骨，但齿骨中羟基磷灰石的含量可高达97％。 磷酸钙生物医用材料研究与应用还包括磷酸三钙、磷酸四钙、磷酸八钙等。
(3) 成型方法多，可根据需要制成各种形状和尺寸，致密或多孔结构等。 (4) 易于着色，如陶瓷牙冠与天然牙齿外观逼真，利于整容、美容手术。
9.2 生物功能性和生物相容性
研制具有修复功能的人工替换材料，十分重要
生物功能性
代替患病、缺损 或衰老的硬组织
矫治先天 畸形
整容和美容
恢复硬组织的形 态和功能
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
相容性
生物相容性
力学相容性
抗血栓
与生物组织有优异的亲和性
物理化学稳定性
在体内长期稳定，不分解、不变质、不变性
Βιβλιοθήκη Baidu
灭菌性
生物陶瓷不仅应具有足够的强度，不发生灾难性脆性断裂、疲劳、蠕变及腐 蚀取量生致生人生生成。决断突 生物不物物 破植体于裂变 化陶平陶陶 坏入 、它，作 反瓷整瓷瓷 ，材 辐所而用 应植的必作 不料 射承且而，入植须为会必等其受形同生入对植形须的弹的成时物体生入成能作性应的，体表物材血以用形力化它后面体料栓无而变大学又所，无和。菌改应小键不形能毒人状 变当、结会成和、体态 其和组合被的生无血生 功生。被织机物害液能存化替间械组、相，下作换形嵌织无接使来用的成连很刺触接，所组的好，，激触不破织地界也要、的会坏结可相面求无宿因。合以匹性植过主环是，配质入敏组境植这以。物反织条入种及植不应受件体结材会人、到如和合对料体无感干生可血本的致染热理以液身力畸。、环是细的学和湿境组胞弹相致热间织造性容癌、发长模性气等
这类生物玻璃抗折强度较低，约为70~80MPa，不能用于强度要求高的人工 骨和关节植入，可以埋人拔牙后的齿槽孔内，防止齿槽孔萎缩，也可用于中 耳的锤骨等。
2、Na2O-K2O-MgO-CaO-SiO2-P2O5系玻璃陶瓷
45S5玻璃中K、Na的含量较高，因而其化学稳定性、长期耐久性及强度均不
够理想。为了减少玻璃中的碱金属含量，增加人体需要的P、Ca含量，更适应 植入物的生理学要求，并使玻璃中能析出磷灰石微晶，又研究出一系列新的 生物活性玻璃陶瓷材料。
0.5％，称为A-W微晶玻璃陶瓷。
这种材料一般是在白金坩埚中1450℃熔融，然后将熔体倒在不锈钢板上急冷。 析晶处理按60℃/h，加热至1050℃，保温4h。有更好的机械性能，其抗折强 度为178MPa，抗压强度为1040MPa，断裂韧性KIC为2.0MPa·m1/2。 可以切削加工成各种形状，便于应用，可用做承受很大弯曲应力的长管骨、 椎骨等的置换材料。
按照材料类型，生物医用材料可分为：①高分子材料；②无机非金属材料； ③金属材料；④复合材料；⑤天然生物材料。
生物陶瓷：作为无机非金属材料在生物医学领域占有重要地位并已有广泛应用，
其主要应用是人体硬组织的修复替换等内植入，如人工牙、人工骨、人工关节等。
(1) 构成材料的物质，以离子键或共价键结合为主。 耐压强度高、硬度高、耐磨损等；化学稳定性好，在体内不易溶解、不 易氧化、不易磨蚀；热稳定性好，易于灭菌消毒；与人体组织亲和性好， 几乎看不到人体组织对其的排斥作用。
人体器官和组织往往因疾患、受伤、老化或先天畸形等损伤或缺损而丧失原 有或应有的功能，需修复、再造人体损伤器官和组织，有效地医治人类疾病、 维持人类的健康和延长人类寿命。
生物相容性角度：
采用患者自身的同种组织作修复材料最为理想，但这增加了患者的痛苦和感 染机会，且材料源受到很大的限制。 采用异体材料(如动物骨)，虽材料源不受限制，但有抗原性。
9.3 惰性生物医用陶瓷
氧化铝陶瓷 氧化锆陶瓷
碳材料
9.4 表面活性生物陶瓷
生物活性:是指材料能在其表面引起正常的组织形成，并且在它建立的连续性 界面能够承担植入部位所承担的正常负荷，此时这类植入材料能表现出最佳 的生物相容性。
生物活性陶瓷材料
生物相容性优异
与骨能形成骨性结合界面
植入骨内还具有诱导骨细胞生长
稳定性好
结合强度高
参与代谢
可完全与生物体骨和齿结合成一体
生物陶瓷
9.4.1 生物活性玻璃和玻璃陶瓷
生物活性玻璃材料于二十世纪七十年代研制出来。
1、 Na2O-CaO-SiO2-P2O5系生物医用玻璃
成分是：45％SiO2，24.5％Na2O，24.5％CaO，6％P2O5，命名为45S5。
玻璃埋入骨的缺损部，一个月内玻璃与骨之间可形成牢固的生物化学结合。
生物陶瓷
第九章
生物陶瓷及其复合材料
参
钦征骑，新型陶瓷材料手册，
考 书
江苏科学技术出版社，1996
郑昌琼，冉均国，新型无机材料，北京：科学 出版社，2003
9.1 生物陶瓷的概述及分类
生物医用材料：是一类具有特定功能和特殊性能，用于人工器官、外科修复、理
疗康复、诊断、检查、治疗疾患等，且对人体组织、生理、生化不产生不良影响的材 料。
代表组成是： Na2O 4.8％，K2O 0.4％，MgO 2.9％，CaO 34.0％，SiO2 46.2％，P2O5 11.7％。
这种材料比高碱生物玻璃具有更好的稳定性，可与骨组织之间产生牢固的化学 结合。
3、MgO-CaO-SiO2-P2O5系玻璃陶瓷 这类玻璃陶瓷不仅含有磷灰石结晶，而且还含有子CaSiO3晶体析出，而且不 含Na、K成分。 代表成分：MgO 4.6％、CaO44.9％、SiO2 34.2％、P2O5 16.3％、外加CaF2
1、 羟基磷灰石材料
9.4.2 磷酸钙生物陶瓷
磷酸钙陶瓷: 具有不同钙磷比的一类系列陶瓷材料，其中对磷灰石的研究
最多。 自然骨和牙齿是由无机材料和有机材料巧妙地结合在一起的复合材料。 无机相：大部分是羟基磷灰石(HAp)结晶，还含有CO2-、Mg2+、Na+、Cl-、F—等微量元素。 有机相：大部分是纤维性蛋白骨胶原。 在骨质中，羟基磷灰石大约占60％~70％，它是一种长度为20~40nm，厚度为 1.5~3nm的针状结晶，其周围规则地排列着骨胶原纤维。齿骨的结构也类似于 自然骨，但齿骨中羟基磷灰石的含量可高达97％。 磷酸钙生物医用材料研究与应用还包括磷酸三钙、磷酸四钙、磷酸八钙等。