磷酸钙生物陶瓷
钙磷多孔生物陶瓷.ppt
骨基质主要包括有机质和无机质。有机成份与无机成份的重量比约 75/25，体积比约为65/35。有机质主要是Ⅰ型胶原纤维(占有机成份 的90%以上)及10%左右的无定形基质。无定形基质为凝胶，包括一 些非胶原蛋白、糖蛋白、蛋白多糖、多肽、碳水化合物及脂类等。其 中含有两种钙结合蛋白：骨钙蛋白()和骨磷蛋白()。前者有两个与钙 亲和力强的部位，后者则有许多钙结合部位，但只有一部分骨磷蛋白 是可溶性的，其余均与胶原纤维相结合。钙结合蛋白与钙化及钙的运 输有关。无机成份主要为钙的磷酸盐(85%)，包括羟基磷灰石(，)和 无定形的磷酸钙。
Байду номын сангаас
组织工程方法
组织工程三要素： 生物组织的支架材料； 具有特定功能的组织细胞(亦称工程细胞， )； 调节细胞增殖分化的细胞因子。 这三个要素协调组装的生物替代品(亦称细胞复合体， )不
仅具有被替代组织(或称目的组织)的功能，而且与机体本身具有良 好的组织相容性，不发生排斥反应及其它不良反应 。
理想的骨组织工程支架 良好的生物相容性； 良好的生物降解性； 具有三维立体多孔结构； 可塑性和一定的机械强度：支架材料具有具有一定的机械强度，
表1-1 人体骨的力学性能
力学性能
皮质骨
杨氏模量()
14-20
弯曲强度()
50-150
抗压强度()
170-193
断裂韧性(1/2)
2-12
疲劳应变
1-3
松质骨 0.05-0.5 10-20
2-12 0.1 5-7
骨缺损修复的重要性
骨缺损 骨缺损是指由于某种原因骨折端丧失了一些骨质而形成的
间隙，它在临床上十分常见，可由多种因素引起，如创伤、骨肿 瘤切除之后、骨组织炎症及先天性缺陷等。长时间过度牵引、不 恰当的固定及肢体延长术引起的骨折端分离等骨折的分离移位也 可以认为是一种骨缺损。
生物陶瓷的分类和特性
生物陶瓷的分类和特性001、生物惰性陶瓷材料生物惰性陶瓷主要是指化学性能稳定，生物相溶性好的陶瓷材料。
这类陶瓷材料的结构都比较稳定，分子中的键力较强，而且都具有较高的机械强度，耐磨性以及化学稳定性，它主要有氧化铝陶瓷、单晶陶瓷、氧化锆陶瓷、玻璃陶瓷等。
2、生物活性陶瓷材料生物活性陶瓷包括表面生物活性陶瓷和生物吸收性陶瓷，又叫生物降解陶瓷。
生物表面活性陶瓷通常含有羟基，还可做成多孔性，生物组织可长入并同其表面发生牢固的键合;生物吸收性陶瓷的特点是能部分吸收或者全部吸收，在生物体内能诱发新生骨的生长。
生物活性陶瓷有生物活性玻璃(磷酸钙系)，羟基磷灰和陶瓷，磷酸三钙陶瓷等几种。
一、玻璃生物陶瓷玻璃陶瓷也称微晶玻璃或微晶陶瓷。
1、玻璃陶瓷的生产工艺过程为:配料制备→配料熔融→成型→加工→晶化热处理→再加工玻璃陶瓷生产过程的关键在晶化热处理阶段:第一阶段为成核阶段，第二阶段为晶核生长阶段，这两个阶段有密切的联系，在A阶段必须充分成核，在B阶段控制晶核的成长。
玻璃陶瓷的析晶过程由三个因素决定。
第一个因素为晶核形成速度;第二个因素为晶体生长速度;第三个因素为玻璃的粘度。
这三个因素都与温度有关。
玻璃陶瓷的结晶速度不宜过小，也不宜过大，有利于对析晶过程进行控制。
为了促进成核，一般要加入成核剂。
一种成核剂为贵金属如金、银、铂等离子，但价格较贵，另一种是普通的成核剂，有TiO2、ZrO2、P2O5、V2O5、Cr2O3、MoO3、氟化物、硫化物等。
2、玻璃陶瓷的结构与性能及临床应用玻璃陶瓷是由结晶相和玻璃相组成的，无气孔，不同于玻璃，也不同于陶瓷。
其结晶相含量一般为50%-90%，玻璃相含量一般为5%-50%，结晶相细小，一般小于1-2/μm，且分布均匀。
因此，玻璃陶瓷一般具有机械强度高，热性能好，耐酸、碱性强等特点。
国内外就SiO2-Na2O-CaO-P2O5系统玻璃陶瓷，Li2O-Al2O3-SiO2系统玻璃陶瓷，SiO2-Al2O3-MgO-TiO2-CaF系统玻璃陶瓷等进行了生物临床应用。
生物陶瓷的分类及应用
生物陶瓷的分类及应用生物陶瓷是指由生物性材料经过特殊处理和加工制成的陶瓷材料。
生物陶瓷的分类主要从原料、制备方法和应用领域等方面进行划分。
一、按原料分类：1. 钙磷类生物陶瓷：主要包括羟基磷灰石（HA）、β-三磷酸钙（β-TCP）、二钙磷酸盐（DCPA）、碳酸钙（CaCO3）等。
应用：被广泛应用于牙科修复材料、骨修复材料等。
2. 钙硅磷类生物陶瓷：主要包括硅酸钙（CS）、硅酸镁钙（CMS）、硅酸三钙（C3S）等。
应用：用于生物活性玻璃、人工骨块、骨水泥等。
3. 钛类生物陶瓷：主要包括氢氧化钛（HAP）、Ti6Al4V合金（钛合金）等。
应用：广泛用于人工关节、牙科种植材料等。
4. 氧化锆生物陶瓷：主要是氧化锆（ZrO2）。
应用：常用于牙科修复中的全瓷冠、全瓷桥、种植体修复等。
二、按制备方法分类：1. 生物矿化法：通过溶液中有机物与无机盐相互作用，进行生物矿化反应制备生物陶瓷。
优点：较为简便、成本较低。
应用：主要应用于羟基磷灰石陶瓷的制备。
2. 生物可降解聚合物复合法：将无机陶瓷与可降解聚合物复合制备生物复合陶瓷。
优点：能够降解，与组织成分更相似，促进骨骼再生。
应用：用于骨修复材料等。
3. 生物材料离子交换法：通过离子交换反应制备生物陶瓷。
优点：可以通过控制交换反应的时间和条件调控材料的生物活性。
应用：用于骨填充、骨修复材料等。
4. 仿生法：通过模仿生物体内的形态、结构、组成等制备生物陶瓷。
优点：能够更好地模仿生物体组织，具有更好的生物相容性。
应用：主要用于人工关节、牙科修复材料等。
三、按应用领域分类：1. 医疗领域：生物陶瓷作为生物医用材料的一种，广泛应用于骨修复、关节置换、牙科种植等领域。
2. 生物传感领域：生物陶瓷的表面结构可以调控，能够实现对生物体内信号和物质的检测与传递，用于生物传感装置的制备。
3. 环境修复领域：生物陶瓷具有孔隙结构，具有一定的吸附和催化作用，可以应用于水处理、废气净化等环境修复领域。
双相磷酸钙陶瓷材料的生物取材及性能研究
上海应用技术大学硕士学位论文第I页双相磷酸钙陶瓷材料的生物取材及性能研究摘要近年来伴随着交通事故、建筑工业事故等导致的骨缺损情况长久的影响着人们的日常生活，为此相关领域的专家、学者制备出诸多的骨修复材料应用于临床医疗实践中去，其中双相磷酸钙陶瓷材料由于其具有良好的生物活性、生物相容性、骨传导和骨诱导性，且与人体骨骼的化学成分及晶体结构相似，从而获得专家学者的青睐。
本文使用带鱼和鲢鱼作为实验原料，进行700℃、800℃和900℃的高温煅烧。
研究结果表明：在相同温度下测得的XRD图谱中，带鱼鱼骨粉末含有羟基磷灰石和β-TCP 双相磷酸钙陶瓷材料，而鲢鱼鱼骨粉末则只含有羟基磷灰石相；红外图谱显示带鱼鱼骨粉末在1122cm-1处检测到β-TCP的特征峰。
X射线荧光光谱实验结果表明无定形磷酸钙（ACP）通过加热可以分解为HA/β-TCP双相磷酸钙陶瓷材料。
从扫描电镜图中可以看出鲢鱼鱼骨中的HA的颗粒呈短棒状，而带鱼鱼骨则主要是一些圆形的β-TCP颗粒。
本文还使用Na4P2O7·10H2O溶液浸泡鱼骨，以期获得更多的β-TCP，用于弥补羟基磷灰石生物降解性不足的特点，得到与人体骨骼成长速率相匹配的双相磷酸钙陶瓷。
使用鱼骨浸泡Na4P2O7·10H2O溶液，Na4P2O7·10H2O溶液中的P2O74−离子会和羟基磷灰石反应生成NaCaPO4这种生物可吸收陶瓷以及β-TCP，然后NaCaPO4会进一步和羟基磷灰石反应生成β-TCP，从而获得大量的β-TCP。
本章实验使用了五种不同浓度的Na4P2O7·10H2O溶液浸泡鱼骨，实验后发现在浸泡液浓度为0.06mol/L的时候效果最佳。
本文最后一部分使用有机泡沫浸渍法制备多孔双相磷酸钙生物陶瓷支架。
首先制作几个相同大小（2cm×2cm×2cm）的聚氨酯泡沫载体，然后使用聚乙烯醇缩丁醛（PVB）作为粘结剂，与鱼骨粉末、无水乙醇按照一定比例配置成浆料，再将聚氨酯泡沫分别浸渍不同次数到浆料里，并煅烧不同温度进行对比分析。
磷酸钙生物陶瓷材料的制备与性能评价
磷酸钙生物陶瓷材料的制备与性能评价磷酸钙生物陶瓷材料是一种重要的生物医学材料，在人类医疗领域被广泛应用。
它具有广泛的应用前景，因为它与组织相容性高、具有良好的生物活性、良好的生物可降解性和生物组织修复性。
因此，研究制备和性能评价磷酸钙生物陶瓷材料具有重要意义。
一、磷酸钙生物陶瓷材料的制备1.制备方法磷酸钙生物陶瓷材料的制备通常有两种方法：一种是传统的烧结法。
这种方法需要将磷酸钙粉末放在高温下进行烧结，从而制备出陶瓷材料。
但这种方法存在粉末粒度不均匀、造成因热应力导致的缺陷等问题。
另一种是凝胶法。
这种方法将磷酸钙与其他化学物质混合在一起，形成凝胶后，通过干燥、煅烧等步骤得到目标材料。
该方法具有反应性好、制备出来的材料性能稳定等优点。
2.制备条件影响磷酸钙生物陶瓷材料性能的制备条件主要有三个：a.温度：温度是影响磷酸钙生物陶瓷材料结晶度和晶粒大小的关键因素。
通常，在高温（1000℃以上）下，材料的结晶度更高。
b.时间：制备时间对磷酸钙生物陶瓷材料结晶度和晶粒大小也有影响。
较长的时间可以使晶粒更长、更宽。
c.成分：材料成分对磷酸钙生物陶瓷材料的物性和组织相容性有着极大的影响。
目前常用的磷酸钙陶瓷包括单一的羟基磷灰石和尖晶石等复合材料。
二、磷酸钙生物陶瓷材料的性能评价1.生物相容性生物相容性是指一种材料与人体组织达到无伤害、无毒性、无过敏等健康标准的能力。
在生物陶瓷材料中，磷酸钙生物陶瓷材料是最具有生物相容性的材料之一。
因为磷酸钙生物陶瓷材料的主要成分与自然骨组织相近，故具有很高的生物相容性。
此外，磷酸钙生物陶瓷材料有良好的表面结构和热稳定性，不能被机体分解、吸收，不会产生二次污染。
2.生物降解性生物降解性是指材料在体内可生物降解，即可被细胞吞噬分解，并最终形成骨基质。
磷酸钙生物陶瓷材料的高度生物相溶性、可吸收性和可促进组织修复特性是其特点之一。
通过控制材料的成分、制备工艺等条件，可以加强材料的生物降解性和组织相容性。
生物陶瓷在骨科领域中的应用
生物陶瓷在骨科领域中的应用随着人们对生物材料研究的深入，生物陶瓷作为一种新型的生物材料，在医学领域中的应用越来越广泛。
其中，在骨科领域中，生物陶瓷的应用已经成为了骨科手术的重要组成部分。
本篇文章将从生物陶瓷的性质、骨科领域中的应用以及前景展望等方面进行论述。
一、生物陶瓷的性质生物陶瓷是由钙磷类化合物制成的陶瓷，分为两种类型：一种是人造陶瓷，另一种是天然陶瓷。
这种陶瓷的特点是：具有优异的生物相容性、良好的生物活性和生物可降解性。
在生物环境中，它能够与人体组织紧密结合，不会引起任何的排斥反应。
因此，生物陶瓷被广泛应用于医疗器械和骨科手术等领域。
二、骨科领域中生物陶瓷的应用1、人工关节生物陶瓷在人工关节的领域中有着广泛的应用，特别是在人工髋关节和人工膝关节的制造中。
陶瓷的硬度和耐磨性优于其他材料，能够减少关节磨损，延长假体使用寿命。
比如，人工髋关节采用的一些材料（比如不锈钢或者钛金属）的表面涂覆上一层氧化铝或者钛陶瓷，以增加抗磨损性和生物相容性。
2、骨修复生物陶瓷被发现可以促进骨组织的生长和再生。
因此，它被广泛应用于骨修复领域中。
比如进行骨折修复、关节手术等过程中，可以使用生物陶瓷来加强手术部位的生长结构。
另外，在进行脊椎手术时，由于脊柱受压会导致骨骼变形，可以使用陶瓷来支撑受损的椎骨，以稳定椎体。
3、种植体生物陶瓷可以作为一种种植体用于牙齿修复。
目前，种植牙是一种现代牙科手术技术，可以利用生物陶瓷建造出一种符合人体美学要求的牙根。
它的生物相容性和生物刺激性都非常好，能够很好地融合在牙齿和口腔组织中。
三、陶瓷在骨科领域中的前景展望随着生物陶瓷研发技术的进步，它在骨科手术中的应用得到了很大的推广。
未来，将会有更多的高功能性的生物陶瓷问世，能够在骨科领域中扮演着更加重要的角色。
未来的研究方向是研究如何将生物陶瓷与其他材料相融合，来强化其功效。
另外，唯一的一个技术难题是如何优化化生物陶瓷的机械属性，使之达到最优。
生物陶瓷人工骨的生产制备
生物陶瓷人工骨的生产制备人工骨是一种用于替代或修复受损骨骼的医疗材料。
传统的人工骨材料主要包括金属和聚乙烯等，但这些材料存在一些限制，如不良反应、异物感和生物不相容性等问题。
为了克服这些问题，生物陶瓷人工骨材料应运而生。
生物陶瓷人工骨是一种由无机陶瓷材料制成的人工骨，具有良好的生物相容性、生物活性和生物相似性。
它可以为受损骨骼提供支撑和修复，促进骨细胞的生长和再生。
生物陶瓷人工骨的制备过程需要经历以下几个关键步骤：1. 材料选择：生物陶瓷人工骨的常用材料包括氧化锆、氧化铝、磷酸钙等。
这些材料具有良好的生物相容性和生物活性，可以与体内组织充分融合。
2. 材料制备：生物陶瓷人工骨的材料制备通常采用粉末冶金法或溶胶-凝胶法。
粉末冶金法通过将陶瓷粉末与有机粘结剂混合，经过成型、烧结等工艺步骤制备成型。
溶胶-凝胶法则是通过将溶胶浸渍到陶瓷模板中，经过凝胶、干燥、烧结等步骤制备成型。
3. 结构设计：生物陶瓷人工骨的结构设计需要考虑到骨骼的力学特性和生物学需求。
一般来说，人工骨的结构应该具有足够的强度和刚度以支撑骨骼，同时具有良好的多孔性和孔隙结构以促进骨细胞的生长和再生。
4. 表面改性：为了提高生物陶瓷人工骨的生物活性和生物相似性，常常需要对其表面进行改性处理。
常用的表面改性方法包括钙磷涂层、生物活性物质的修饰和纳米材料的修饰等。
5. 生物活性研究：生物陶瓷人工骨的生物活性是指其与体内组织的相互作用能力。
通过研究生物陶瓷人工骨与骨细胞的相互作用、细胞黏附、细胞增殖和骨组织再生等方面的性能，可以评估和改进其生物活性。
生物陶瓷人工骨的生产制备是一个复杂而细致的过程，需要综合考虑材料选择、制备工艺、结构设计、表面改性和生物活性研究等多个因素。
通过不断的研究和改进，生物陶瓷人工骨材料在临床应用中有望发挥更大的作用，为患者提供更好的骨骼修复和再生解决方案。
生物材料的种类及其在医学中的应用
生物材料的种类及其在医学中的应用随着计算机技术和各种新材料的发展，人类的医疗水平也在不断提升。
其中，生物材料的应用越来越广泛，其中包括人造骨骼、组织工程材料和生物医用材料等。
本文将探讨生物材料的种类及其在医学中的应用。
一、生物陶瓷材料生物陶瓷材料广泛应用于人体中，因其为人体提供了合适的表面、生物相容性和生长环境。
其适用于人造骨骼、牙科修复和人工关节。
生物陶瓷的种类包括氧化铝、钛酸锆、磷酸钙和羟基磷灰石等。
生物陶瓷具有良好的生物活性，可促进新骨组织生长。
此外，它们的耐磨性和化学稳定性也很高，使得它们能够承受复杂的力学负荷和各种环境的化学反应。
举例来说，氧化铝作为生物陶瓷，可用于人造髋关节和牙科修复。
由于其硬度高，可以承受较大的负荷。
与此同时，其表面组织活性可促进新骨的生长，从而使得新骨组织和陶瓷之间形成良好的结合。
二、生物高分子材料生物高分子材料常用于组织工程、药物传递和医疗用途。
主要组成成分是蛋白质、多糖和脂质。
此外，还包括纤维蛋白、胶原蛋白和明胶等材料。
生物高分子材料的应用范围广泛，涉及心血管、神经、肌肉和皮肤等多个方面。
生物高分子材料具有天然和人工两种来源。
例如，明胶材料通常从动物骨骼、鱼类皮肤、海绵和软体动物中提取。
组织工程领域是生物高分子材料最广泛应用领域之一。
药物传递方面，生物高分子材料广泛用于缓解药物释放，并提高其生物利用度。
在生产过程中，还可通过改变材料的物化属性，调控药物生物可用性。
三、金属和合金生物医用金属材料主要是钛和其合金，应用于人造关节、体内矫形器和牙科修复。
冷轧钛和其合金、不锈钢和镍钛合金是常用的金属材料。
钛和其合金具有优异的抗腐蚀性、生物相容性和生物与力学稳定性。
与其他金属材料相比，其比重更轻、更容易成形和可加工性强，能够回收再利用。
钛及其合金在人造关节中广泛应用，广泛为医生、患者和康复人员所接受。
例如，人工切膝关节及人造髋关节等医疗设备，均采用钛及其合金材料。
四、生物降解材料生物降解材料可被人体代谢掉，因此具有甚至是最安全的医疗设备。
磷酸钙系生物陶瓷纳米粉体的制备方法介绍
铁 粉 形 成 合 金 ，大 幅提 高 了对 砷 等 有 害 物 质 的 吸 附
力 。通过采用该 公司的 “ Ｖ—Ｊ ｔ Ａｔ ｉ ｅ法 ” ｅ ｍ Ｚ ，能 够 稳 定地 获 得 铁 粉 。 以使 用 １ ｇ 铁 粉 为 例 ，可 将 １ ０ ｋ ｍ ０ 的砷 污 染 水 的 砷 浓 度 从 ０． ｇ １ ／Ｌ降 低 到 ０． ｍｇ ｍ ０ ／Ｌ １
车 保 险 杠 要 求 的 材 料 标 准 设 计 的 。 一 般 汽 车 保 险 杠 用 材 料 是 以添 加 ２ ％一２ ％ 三 元 乙 丙 胶 并 辅 以微 交 联 ０ ５
华 电青 岛发 电公 司二 期扩 建热 电联产 工程 建 成 投
产 后 ，产 生 灰 渣 量 最 多 达 到 近 １ 万 吨 。 对 此 ，该 公 ｏ ｏ
维普资讯
行业 资讯
Ｎｅ ｗｓ
２ ｏ ｏ吨 ，而 且 实 现 了新 建 机 组 粉 煤 灰 “ 排 放 ” 的 目 ２ 零
标。
超 过 一 般 复合 技 术 在 同等 填 充量 时 的水 准 。
高填 充增 韧 聚丙烯 ／ 碳 酸 钙复 合材 料技 术 是按 汽
酸 以及 碱进 行 ＰＨ 调 整 ，而且究的新进展
清华大 学 日前在 研 究高 填充 增韧 聚 丙烯 ／ 碳 酸钙 复 合 材 料 方 面 取 得 突破 性 进 展 ，不 仅 可 实 现 刚 性 粒
子 增 韧 工 业 化 ， 而 且 可 显 著 降 低 聚 丙 烯 ／ 碳 酸 钙 复 合 材料 的生 产 成本 。 高 填 充 增 韧 聚 丙 烯 ／ 碳 酸 钙 复 合 材 料 技 术 可 实 现 对 聚 丙 烯 的 高 填 充 和 增 韧 ， 达 到 在 改 性 同 时 降 低 材 料 成 本 的 目的 。 在 ５ ５ ６ ％ 的 碳 酸 钙 高 填 充量 下 ， ％一 ０ ５．
医用纳米双相磷酸钙陶瓷
图1(a)可得:当煅烧温度为600℃，产物主要为β -磷酸三钙( β TCP)，羟基磷灰石( HA)峰结晶效果不好; 图1(b～c)可见，当煅烧温度为700～900℃，产物HA和β － TCP。 当烧结温度为800℃，产物Ca /P为1.629,产物平均晶粒尺寸约为40.1 nm; 当煅烧温度为900℃，产物Ca /P为1.628，产物平均晶粒尺寸约为 46.1 nm; 当初始钙磷比约1.6 时，制备BCP 陶瓷粉体较佳的煅烧温度为700 ～ 900℃，在此温度范围内，产物Ca /P 比随煅烧温度增大而减小， 煅烧温度达800℃后，钙磷比基本稳定在1.628 ～ 1.629; 产物计算颗 粒粒径随煅烧温度提高而逐渐增大。
术后8周，BCP组荧光环杂乱
术后8周，NanoBCP组荧光环变粗
荧光显微镜可见少量新骨生成，呈现黄色的荧光成骨线；植入后 8w，骨细胞及成熟骨组织成分明显增多。荧光光显微镜可见新骨大量 生成，呈现黄色的粗荧光。 对照组BCP支架／BMSCs材料植入后4w孔隙内见大量成纤维细 胞及纤维组织，未见骨或软骨组织形成。植入后8w，见杂乱荧光成骨 线，荧光线细，提示有少量成骨。 因此，纳米双相磷酸钙具有成骨性能，且优于普通的双相磷酸 钙。
(3)BCP粉体显微形貌
(a)
(b)
(a)
(b)
Fig 3 SEM images of BCP particles caclined at different temperature (a) 700℃; (b)800℃
Fig 4 TEM images of BCP particles caclined at different temperature (a) 700℃; (b)800℃
1.纳米双相磷酸钙简介
生物陶瓷材料用于骨修复研究进展
生物陶瓷材料用于骨修复研究进展近年来，生物陶瓷材料作为一种新兴的修复材料，受到了广泛的研究和应用。
在骨科领域，生物陶瓷材料已经展现出了巨大的潜力，并取得了令人瞩目的研究成果。
本文将对生物陶瓷材料在骨修复中的研究进展进行探讨。
首先，我们要了解什么是生物陶瓷材料。
生物陶瓷材料是一种具有生物相容性和生物活性的无机材料，常见的有羟基磷灰石、三钙磷酸盐等。
这些材料具有与骨组织相似的化学成分和结构，可以促进骨细胞的生长和骨组织的再生。
因此，生物陶瓷材料在骨修复领域被广泛应用。
接下来，我们来看看生物陶瓷材料在骨修复中的应用。
首先是生物陶瓷材料在骨缺损修复中的应用。
骨缺损是临床上常见的骨骼问题，传统的修复方法存在很多限制，如功能恢复缓慢、感染风险等。
而生物陶瓷材料因其与骨组织的相似性，可以提供一个理想的支架，促进新骨的形成和修复。
实验证明，生物陶瓷材料可以有效填充骨缺损，加速骨细胞的增殖和分化，促进骨生长，达到良好的修复效果。
其次，生物陶瓷材料在人工关节修复中的应用也备受关注。
由于骨关节疾病和骨折等问题的不断增加，人工关节置换手术在临床上得到了广泛的应用。
然而，人工关节的材料选择尤为重要。
传统的金属材料由于其机械性能的限制，常常会引起周围骨质的吸收和疼痛。
而生物陶瓷材料因其优秀的生物相容性和生物活性，可以减少周围骨质的吸收，提高人工关节的长期耐久性。
目前，生物陶瓷材料在人工关节修复中已经得到了广泛的应用，并取得了显著的效果。
此外，生物陶瓷材料还可以在骨折愈合中发挥重要的作用。
骨折是骨科领域中常见的创伤，传统的修复方法主要包括外固定和内固定。
然而，这些方法容易引起感染和非骨性愈合，对患者的康复造成了一定的困扰。
而生物陶瓷材料具有良好的生物相容性和生物活性，可以促进骨折处的愈合。
研究表明，生物陶瓷材料可以有效地促进骨骼的再生和修复，缩短骨折愈合时间，改善患者的康复效果。
综上所述，生物陶瓷材料在骨修复领域的研究进展取得了显著的成果。
生物医用陶瓷——郑美勇
羟基磷灰石具有： 良好的生物相容性， 植入体内不仅安全、无毒， 还具有一定的骨传导性。 人造羟基磷灰石虽然化学组成与生物组织 很相似，但其结晶程度和结构稳定性要比 自然骨骼中的羟基磷灰石晶体高，因此植 入生物体后长期不易降解，始终作为一种 异质体残留在骨骼缺损组织中。
就羟基磷灰石生物陶瓷来说，目前从致密向多 孔发展是一个引人瞩目的课题。针对HA 生物 陶瓷力学性能差的特点，人们首先进行的是致 密HAP 陶瓷的研究。
（a）涂覆HA涂层的股骨柄；（b）近部涂覆HA涂层的骨柄
磷酸钙生物陶瓷材料
目前广泛应用的生物降解陶瓷为β- 磷酸三 钙( 简称β-TCP)，属三方晶系，钙磷原子比 为1.5，是磷酸钙的一种高温相。 β-TCP 的最大优势就是: 生物相容性好，植入机体后与骨直 接融合， 无任何局部炎性反应及全身毒副作用。
羟基磷灰石（HAP）生物活性陶瓷可用于：
（1）由于良好的化学稳定性和生物相容性：人工 骨和口腔材料。 如：颚骨、鼻软骨的支撑。 （2）HAP用于牙膏添加剂，能吸附葡萄聚糖，有 利于防止牙龈炎，同时还能吸附蛋白质、氨基 酸和体液，经过十几年的临床研究，HAP能有效 防治牙龈炎和牙槽炎。
（3）用于药物输送、体内废物排除、人工器 官电源输入（晚期癌症患者减痛）、生物 传感器检测生物信号（血压、血液动力学、 血糖水平、深度体温）。
其不足是: 高切口敏感性导致的低疲劳强度， 较高刚性和脆性使其难以加工成型或固定 钻孔。
人造骨及其关节
磷酸钙陶瓷的主要缺点是其脆性。致密磷 酸钙陶瓷可以通过添加增强相提高它的断 裂韧性，多孔磷酸钙陶瓷虽然可被新生骨 长入而极大增强，但是在再建骨完全形成 之前，为及早代行其功能，也必须对它进 行增韧补强。磷酸钙陶瓷基复合材料，已 经成为磷酸钙生物陶瓷的发展方向之一。
无机生物材料实验报告
一、实验目的1. 了解无机生物材料的性质和应用。
2. 掌握无机生物材料的制备方法。
3. 通过实验验证无机生物材料的生物相容性。
二、实验原理无机生物材料是指一类具有生物相容性、生物降解性和生物活性的无机材料，广泛应用于医学、生物工程等领域。
本实验主要研究一种常见无机生物材料——磷酸钙生物陶瓷的制备及其生物相容性。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 磷酸氢钙（CaHPO4）- 磷酸二氢钙（Ca(H2PO4)2）- 碳酸钙（CaCO3）- 氢氧化钠（NaOH）- 水合肼（NH2NH2·H2O）- 无水乙醇- 二氧化硅（SiO2）- 硅烷偶联剂（KH550）2. 实验仪器：- 高速混合机- 搅拌器- 真空干燥箱- 烧结炉- 激光粒度分析仪- X射线衍射仪（XRD）- 扫描电子显微镜（SEM）- 透射电子显微镜（TEM）- 生物相容性测试装置四、实验步骤1. 磷酸钙生物陶瓷的制备：（1）称取一定量的CaHPO4、Ca(H2PO4)2和CaCO3，混合均匀；（2）将混合物溶解于无水乙醇中，加入适量的NaOH调节pH值；（3）将溶液转移至高速混合机中，搅拌一定时间；（4）将混合物转移至真空干燥箱中，干燥至恒重；（5）将干燥后的粉末转移至烧结炉中，在800℃下烧结2小时。
2. 磷酸钙生物陶瓷的表征：（1）使用激光粒度分析仪测定粉末的粒度分布；（2）使用XRD分析粉末的晶体结构；（3）使用SEM和TEM观察粉末的形貌和结构。
3. 生物相容性测试：（1）将磷酸钙生物陶瓷粉末浸泡于模拟体液（PBS）中，在37℃下恒温培养7天；（2）取出样品，用无水乙醇清洗并干燥；（3）使用SEM和TEM观察样品表面形貌和结构变化；（4）对培养液进行细胞毒性测试。
五、实验结果与分析1. 磷酸钙生物陶瓷粉末的粒度分布均匀，平均粒径约为500nm。
XRD分析表明，粉末主要成分为磷酸钙晶体。
2. SEM和TEM观察结果表明，磷酸钙生物陶瓷粉末呈球形，表面光滑，无裂纹。
生物陶瓷材料在医学中的应用前景
生物陶瓷材料在医学中的应用前景随着人民生活水平的提高和医疗技术的快速发展，医学领域也在不断地拓展和创新。
其中，生物陶瓷材料在医学领域的应用逐渐受到人们的关注。
生物陶瓷材料是指以钙磷为主元素制成的一种特殊材料，其化学性质和生物学性质与人体组织相似，因此被广泛应用于医学领域。
生物陶瓷材料的应用范围极其广泛，从人工关节、骨修复到牙科修复等方面都有着广泛的应用。
这种材料优越的性能和独特的结构可为医学界的临床诊断和治疗带来无限的发展前景。
下面我们来详细了解一下生物陶瓷材料在医学中的应用前景。
一、人工关节人工关节是现代医学领域中的一项非常重要的技术，通常应用于人类关节的修复和置换。
而使用生物陶瓷材料制成的人工关节在应用上具有很高的生物相容性和稳定性，被人们广泛认可和接受。
因此，使用生物陶瓷材料制成的人工关节被认为是未来人工关节制造的重要方向。
人工关节需要适合人体组织的生物相容性，同时还需要有足够的稳定性和强度。
生物陶瓷材料具有很高的生物相容性和强度，因此被广泛地应用于人工关节的制造中。
生物陶瓷材料制成的人工关节不仅具有高度的生物相容性和稳定性，而且生命周期更长，能够有效地改善患者的病情和生活质量。
二、骨修复在医学领域中，使用生物陶瓷材料进行骨修复也是最常见的应用之一。
生物陶瓷材料可以模拟骨骼和骨组织的结构，在细胞水平上的表现非常相似。
生物陶瓷材料可以通过各种方式制成不同的形状和大小，从而适应不同患者和骨损伤的治疗需要。
生物陶瓷材料不仅可以被用于各种骨折的修复，也可以通过一种称为“骨纳米组合”技术被用于修复患者的骨质缺损。
这种技术可以根据患者的实际需求和失去的骨组织进行材料的定制制造，能够大大提高治疗的效果和恢复速度。
三、牙科修复使用生物陶瓷材料进行牙科修复也是生物陶瓷材料在医学领域常见的应用之一。
生物陶瓷材料在口腔领域内的应用主要包括制作牙冠、牙槽骨修复等方面。
此外，生物陶瓷材料还可以用于牙体修复，能够帮助恢复患者的咀嚼和咀嚼能力。
b-磷酸三钙在医用材料的应用
β-磷酸钙在生物医药材料中的应用引言目前生物陶瓷的研究日益受到人们的重视，其作为骨替代材料已经得到广泛应用。
生物陶瓷按照其生物学特征可分为生物惰性陶瓷，生物降解性陶瓷，生物活性陶瓷，生物活性玻璃陶瓷以及双相钙磷陶瓷等。
β－ＴＣＰ（β－磷酸三钙）作为良好的生物降解性陶瓷，具有良好的可生物降解生，生物相容性和生物无毒性，当其植入人体后，降解下来的Ca，P能进入活体循环系统形成新生骨，因此它成为理想的硬组织替代材料，目前该课题成为世界各国学者研究的重点之一。
由于人体骨中磷灰石是以纳米级针状分布，又因β－ＴＣＰ的生物相容性，所以研究纳米级β－ＴＣＰ的制备具有重要的意义。
1.1生物医用材料生物医用材料是一类用于生物系统疾病的诊断、治疗、修复或替换生物机体的组织，器官或增进其功能的材料。
它是研究人工器官和医疗器械的基础，己成为材料学科的重要分支。
随着生物技术的蓬勃发展和不断突破，生物医学材料已成为各国科学家研究和开发的热点。
通常，生物医用材料按材料组成和性质可分为生物医用金属材料、生物医用高分子材料、生物陶瓷材料和生物医用复合材料。
表1．1列出了一些常用的生物医用材料的应用实例。
表1-1生物医用材料应用实例1.1.1生物医用金属材料生物医用金属材料，具有高机械强度和抗疲劳性能，是临床应用最广泛的能够承力的植入材料之一。
医用金属材料除应具有良好的力学性能及相关的物理性质外，还必须具有优良的抗生理腐蚀性和组织相容性。
已应用于临床的医用金属材料主要有不锈钢、钴基合金和钛基合金等三大类。
此外，还有贵金属以及纯金属钽、铌、锆等。
医用金属材料主要用于骨和牙等硬组织修复和替换、心血管和软组织修复以及人工器官制造中的结构组件。
1.1.2生物医用高分子材料生物医用高分子材料具有质量轻、较柔软、摩擦系数小、比强度大、耐腐蚀性好的优点，缺点是机械强度及耐冲击性比金属材料小、耐热性较差、容易变形、变质。
按性质可以分为非降解和可生物降解两大类材料。
【CN109650872A】一种基于自由挤出式3D打印技术的磷酸钙多孔生物陶瓷支架及其制备方法【专利
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910126241.3(22)申请日 2019.02.20(71)申请人 四川大学地址 610064 四川省成都市武侯区一环路南一段24号(72)发明人 赖毅翔 王科锋 张勃庆 佘文琦 周长春 孙勇 樊渝江 张兴栋 (74)专利代理机构 北京华仲龙腾专利代理事务所(普通合伙) 11548代理人 李静(51)Int.Cl.C04B 35/447(2006.01)C04B 35/626(2006.01)C04B 35/622(2006.01)C04B 35/634(2006.01)C04B 38/06(2006.01)C04B 38/00(2006.01)A61L 27/50(2006.01)A61L 27/56(2006.01)A61L 27/12(2006.01)A61L 27/10(2006.01)A61L 27/54(2006.01)B28B 1/00(2006.01)B33Y 70/00(2015.01)B33Y 10/00(2015.01)(54)发明名称一种基于自由挤出式3D打印技术的磷酸钙多孔生物陶瓷支架及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种基于自由挤出式3D打印技术的磷酸钙多孔生物陶瓷支架及其制备方法，属于生物医用材料领域。
通过本发明所述方法，可以有效制备高固含量、低粘度、分散性和流动性较好的陶瓷浆料。
通过3D打印技术和后续的脱脂烧结，可以制备出具有内部贯穿孔结构、形状、尺寸、孔隙率以及宏观形貌可精确控制并具有骨诱导性的多孔磷酸钙陶瓷支架，用于骨组织修复填充和个性化修复。
权利要求书1页 说明书7页 附图4页CN 109650872 A 2019.04.19C N 109650872A1.一种自由挤出式3D打印陶瓷浆料，其特征在于，包括磷酸钙陶瓷粉体或其纳米浆料、分散剂和明胶水溶液。
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磷酸钙生物材料一、引言生物陶瓷（Bioceramies）是指用作特定的生物或生理功能的一类陶瓷材料，即直接用于人体或与人体相关的生物、医用、生物化学等的陶瓷材料。
广义讲，凡属生物工程的陶瓷材料统称为生物陶瓷。
做为生物陶瓷材料，需具备如下条件：生物相容性；力学相容性；与生物组织有优异的亲和性；抗血栓；灭菌性并具有很好的物理、化学稳定性。
生物陶瓷材料可分为生物惰性陶瓷、生物活性陶瓷和生物复合材料三类。
生物陶瓷材料因其与人的生活密切相关，故一直倍受材料科学工作者的重视。
目前广泛应用的生物降解陶瓷为β- 磷酸三钙( 简称β-TCP)，属三方晶系，钙磷原子比为1.5，是磷酸钙的一种高温相。
β-TCP 的最大优势就是生物相容性好，植入机体后与骨直接融合，无任何局部炎性反应及全身毒副作用。
其不足是高切口敏感性导致的低疲劳强度，较高刚性和脆性使其难以加工成型或固定钻孔。
基于仿生原理，制备类似于自然组织的组成、结构和性质的理想生物陶瓷，应该是生物陶瓷的一个发展方向。
磷酸钙盐生物陶瓷人工骨，虽然与骨盐的组成相同，但不同部位的骨性质是不尽相同的，为此组成和结构类似于骨骼连续变化的多孔磷酸钙陶瓷的研究是正在进行的非常有价值的课题。
对于可生物降解的磷酸钙生物陶瓷而言，磷酸钙陶瓷在体内从无生命到有生命的转变过程，即无机物的钙磷是如何转变成为生物体内的有机钙磷，其中是否存在一个晶型转变或晶型转变的过程是如何进行的；材料降解后其产物在体内的分布和代谢途径以及各分支的量的关系等等也应引起材料工作者的高度重视。
二、磷酸钙陶瓷的制备工艺1、磷酸钙陶瓷粉末的制备制备块状磷酸钙陶瓷的第一步是磷酸钙陶瓷粉末的制备，主要有湿法和固态反应法!湿法包括：水热反应法、水溶液沉淀法以及溶胶凝胶法，此外还有有机体前驱热分解法、微乳剂介质合成法等各种制备工艺的研究目标是得到成分均匀、粒度微细的磷酸钙粉末。
各种制备工艺的研究没仪表是得到成分均匀、粒度微细的磷酸钙粉末。
固态反应法（无氧条件下进行反应）往往给出符合化学计量、结晶完整的产品，但是它们要求相对较高的温度和热处理时间，而且这种粉末的可烧结性较差。
用水热合法成法获得的磷酸钙陶瓷材料一般结晶程度高，Ca/P比接近化学计量值溶液沉淀法法的优点是工艺简便可靠，合成物纯度高，较其它方法更适合于实验生产，在温度不超过100°C的条件下，可制备纳米尺寸的纤维颗粒粉末!溶液沉淀法法也可以制备羟基磷灰石涂层!溶胶凝胶法可以得到无定形、纳米尺寸、Ca/P比接近化学计量值的磷酸钙陶瓷粉末!溶胶凝胶法的优点是高纯、超细、均匀性高、颗粒形状及尺寸可控，反应在室温进行，设备简单；缺点是化学过程复杂、需采取措施避免团聚以及液体溶剂对环境的污染!。
磷酸钙陶瓷粉末的制备工艺已经比较成熟，但是到目前为止在我国还没有形成磷酸钙陶瓷粉末材料的批量生产能力。
溶液沉淀法和溶胶凝胶法是目前优先使用的磷酸钙陶瓷粉末的制备工艺，下面详细介绍这两种方法。
1.1溶液沉淀法这种方法是通过含钙磷的反应物在溶液中的反应生成磷酸钙沉淀，将沉淀物过滤、洗涤和干燥而获得精细磷酸钙陶瓷粉末。
下面将总结溶液沉淀法的一些最新进展。
Yeong等通过氢氧化钙和亚磷酸溶液反应制得了一种精细的羟基磷灰石初级粒子!为了制备烧结羟基磷灰石陶瓷，这些初级粒子并没有以粉末形式煅烧，而是在单向模具中进行压实，然后在不同温度进行粉末粒子的热处理，最后再在高温进行烧结。
在低于1000℃的温度获得了98.15%的理论致密度。
在1200℃长时间保温20h并不影响烧结羟基磷灰石的相组成。
Ikomo等也用此法得到了精细的羟基磷灰石粉末和致密度为的98%烧结羟基磷灰石。
KIvrak等使用一种全新的一步化学沉淀技术制备了亚微米尺寸的、化学成分均匀的高纯双相混合粉末。
在粉末沉淀过程中，使用四水硝酸钙和溶解于蒸馏水中一定数量的磷酸氢二胺盐作为反应物质。
复合生物陶瓷粉末用含有20%90%的ⅡA（平衡相是TCP相）制备.用复合粉料制备的小球在1200℃的干燥气氛中烧结成几乎完全密实的固体.李晓玲等报告了采用湿法合成法制备羟基磷灰石生物陶瓷的新途径!用钙离子和磷酸离子在水溶液和（或）有机溶液中发生合成反应，生成ⅡA微晶。
其实验步骤是：①自制高纯度的氧化钙粉末：取化学纯碳酸钙粉末通入氮气加热，使碳酸钙充分分解成氧化钙②制备高纯度的氢氧化钙悬浮液。
悬浮液高速搅拌后颗粒粒径为0.075微米。
③悬浮液中加入稀释纯磷酸，特定的条件下反应生成ⅡA沉淀④沉淀物水洗干燥得到粒径为0.1微米的ⅡA结晶体。
ⅡA晶体在金属模内加压成生胚，经900℃烧结成素胚，素胚经粗加工用1300℃加压烧结成致密型ⅡA.1.2溶胶凝胶法溶胶凝胶法是将反应物质制成溶胶，通过溶剂的迅速挥发以及后续的缩聚反应而凝胶化，再经干燥和热处理，即可获得磷酸钙粉末.Layrolle等发明了一种制备羟基磷灰石的新工艺，利用溶胶凝胶法在酒精气氛中由二乙氧钙和磷酸合成了一种非晶态的、包含碳酸盐的纳米磷酸钙粉末，其Ca/P比为1.67.由于在酒精中比在水中更低的溶解效应，得到了具有可控组分的纳米非晶态磷酸钙（ACP）粉末)在酒精溶液中，中间产物ACP沉淀保持不变，表明ⅡA既没有晶粒长大也没有转变)纳米粉末必须在600℃加热以转变成结晶相（晶体化合物）.ACP 的结晶伴随着晶粒长大和扩散.以98MPa的压力将粉末压制成原始试样，然后在500℃1600℃加热)在600℃时，粉末结晶成碳酸羟基磷灰石和少量的磷酸三钙，磷酸三钙将在900℃转变为羟基磷灰石，伴随的热力学再结晶与晶粒长大、缩孔和活动的表面扩散有关)经过1100℃烧结后，碳酸羟基磷灰石分解产生微孔陶瓷，其平均孔隙尺寸为0.2微米，开放孔隙为15.5%这种微孔陶瓷可以用作骨填充材料。
Majling等用干凝胶挤压成羟基磷灰石圆柱试样，然后通过烧结制成了致密的半透明陶瓷。
挤压试样整体进行干燥，然后施以500℃和1000MPa进行压固。
在610℃加热样品开始致密化，致密化烧结在870℃完成，即膨胀测量曲线表明试样不再收缩)这样形成的烧结试样试半透明的)进一步加热到1200℃导致试样肿胀，表明原来致密的基体出现孔隙)结构中的孔隙可以不断产生，从试样的表面到内部，它的扩展受热控制。
单相致密多晶体材料中的孔隙与冷却时陶瓷中微裂纹的产生没有必然的联系。
Mizutam用多磷酸钙凝胶在140℃200℃下制备了棒状单分散、直径17微米、长度0.12微米的类羟基磷灰石晶体)随着钙离子浓度、多磷酸钙凝胶和添加剂的改变，晶体的形貌和尺寸显著变化)添加乙醇如二丙醇将极大促进单分散性羟基磷灰石的形成)随着溶液中钙离子浓度的增加，羟基磷灰石晶体的Ca/P比增加，但是形状比减小2.磷酸钙陶瓷的烧结制备致密磷酸钙陶瓷的主要方法是粉末烧结技术)磷酸钙陶瓷粉末先要压制成需要的形状，然后在1000℃1500℃进行烧结.以Ca与P原子比为1.67的磷灰石粉末为原料，可得到ⅡA陶瓷；以Ca与P原子比为1.5的磷灰石粉末为原料，可得到β-TCP陶瓷.后者在900℃要经历一个从磷灰石向β-TCP的相变过程.在高温形成的相依赖于烧结气氛中水的分压.当存在水时，可以形成ⅡA并在1360℃以下为稳定相，而不存在水时，C2P和C3P是稳定相..磷酸钙陶瓷中羟基磷灰石是骨和齿的主要成分，具有良好的生物亲和性，广泛用作人造骨、人造齿等医用生物材料。
使用这种生物陶瓷，不仅力学强度要高，而且生物适应性要哈。
但是用原有生产工艺生产磷酸钙陶瓷，要确保力学性能，相对强度就必然增大，使骨芽细胞等骨成型因子难以进入基体，导致生物适应性降低，要确保生物适应性，相对密度就必然减小，力学强度反而降低，因此要像获得相对密度小、力学性能又高的磷酸钙生物陶瓷十分困难。
近来，一种高强磷酸钙生物陶瓷新工艺问世海外。
该工艺的问世有效消除了强度与相对密度（生物适应性）之间的技术冲突，为医学应用提供强度高、生物适应性好哦的磷酸钙生物陶瓷。
据介绍，该工艺是将品均粒径为3-30微米的磷酸钙化合物如羟基磷灰石、氟磷灰石等磷灰石类、磷酸二钙磷酸三钙或粮酸四钙混合、成型。
送入大气炉中于1050-1250摄氏度下预烧一定时间。
采用这种烧成公寓，可缩短元一次烧成工艺所耗费的总时间，且一直烧成收缩，防止烧结体变形，同事使预烧结体均匀加热、提高强度。
使用表明，使用此工艺制成的磷酸钙生物陶瓷不仅生物适应性好，而且力学强度更高，是一种两全其美的生物陶瓷。
三、磷酸钙生物陶瓷的力学性能与应用力学性能是衡量作为种植体的生物材料的重要性能。
从力学相容的角度来看，作为硬组织替换用的磷酸钙盐至少应与被替换的器官有相近的强度和弹性模量)人体中不同部位的骨骼其力学性能也有差异)磷酸钙盐的机械强度与其显微结构密切相关，致密磷酸钙盐陶瓷在强度和杨氏模量的指标上要比人骨高出几倍，但断裂韧性却低很多。
这说明脆性是制约磷酸钙生物陶瓷临床应用的主要因素之一。
因此，改善磷酸钙盐陶瓷的脆性，使其能应用到大块骨缺损的修复及承力部位，就成为这一领域中材料研究急需解决的问题!目前，磷酸钙生物陶瓷已经可以做成颗粒、纤维、块体、多孔、涂层等多种不同形态、结构的材料，被用作小的非承载种植体，应用于口腔种植、牙槽脊增高、颔面骨缺损修复、耳小骨替换、正形和骨缺损修复等临床手术之中。
磷酸三钙最大的优点在于更易于在体内溶解，其溶解度约比HAp高10~20 倍，植入机体后与骨直接融合而被骨组织吸收，是一种骨的重建材料。
可根据不同部位骨性质的不同及降解速率的要求，制成具有一定形状和大小的中空结构构件，用于治疗各种骨科疾病。
目前, 磷酸三钙主要制成多孔陶瓷作为骨骼填充剂, 或作颅骨置换等。
但在随后的研究中发现, 磷酸三钙被植入后, 溶解产物是“粒子”而不是“离子”，那些未被肌体吸收的粒子在基体体内聚集可能会引起淋巴结增生,对人体不利。
羟基磷灰石可用氯化钙和磷酸通过水溶液湿法反应、水蒸气中高温固相反应或者高温高压水蒸气下反应等方法合成。
目前, 已制成气孔率分别为50%和90%的多孔体, 气孔率在0. 1%以下的致密烧结体以及供固化用的粉料。
用于人造骨、人造关节、人造鼻软骨、穿皮接头、人造血管和人造气管等。
四、磷酸钙生物陶瓷材料的发展趋势磷酸钙陶瓷的主要缺点是其脆性，致密磷酸钙陶瓷可以通过添加增强相提高它的断裂韧性，多孔磷酸钙陶瓷虽然可被新生骨长入而极大增强，但是在再建骨完全形成之前，为及早代行其功能，也必须对它进行增韧补强。
磷酸钙陶瓷基复合材料，已经成为磷酸钙生物陶瓷的发展方向之一。
基于仿生原理，制备类似于自然组织的组成、结构和性质的理想生物陶瓷，应该是生物陶瓷的一个发展方向，磷酸钙盐生物陶瓷人工骨，虽然与骨盐的组成相同，但不同部位的骨性质是不尽相同的，组成和结构类似于骨骼连续变化的多孔磷酸钙陶瓷的研究是正在进行的课题。