羟基磷灰石陶瓷的合成方法

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生物陶瓷材料的合成与性能优化

生物陶瓷材料的合成与性能优化

生物陶瓷材料的合成与性能优化生物陶瓷材料作为一种在医学领域得到广泛应用的材料,具有优异的生物相容性和生物活性,被广泛用于骨修复、组织工程和牙科等领域。

在这篇文章中,我们将讨论生物陶瓷材料的合成方法和性能优化的相关研究。

一、生物陶瓷材料的合成方法1.1 传统合成方法传统的生物陶瓷材料如羟基磷灰石(HA)和氧化锆等通常采用固相反应或溶胶-凝胶法进行合成。

固相反应法一般需要高温下进行,其合成过程较为复杂且存在晶粒长大和硬度不稳定等问题;而溶胶-凝胶法则能够在较低温度下制备出纳米级生物陶瓷材料,但其制备过程较为繁琐且易受到杂质的影响。

1.2 新兴合成方法随着纳米技术的发展,越来越多的新兴合成方法被应用于生物陶瓷材料的制备。

例如,水水热法能够在水溶液中制备出纳米级的生物陶瓷材料,其反应过程温和,能够控制晶粒尺寸和分布。

此外,还有电化学法、微波辐射法等新兴方法也被用于生物陶瓷材料的制备,这些方法能够提高材料的纯度和均匀性。

二、生物陶瓷材料的性能优化2.1 改变组成比例改变生物陶瓷材料的组成比例是优化其性能的重要方法之一。

例如,在HA材料中,通过将其与其他陶瓷材料如二氧化锆等进行复合,能够提高材料的力学性能和生物活性。

此外,还可以调整材料的摩尔比例,以改变其化学、物理性能,如溶解度、抗磨性等。

2.2 表面改性生物陶瓷材料的表面改性是优化其性能的另一个关键方法。

通过在材料表面修饰有机功能分子、纳米级材料等,能够提高其生物相容性和降低细胞黏附,从而改善材料与组织的接触性能。

此外,利用表面改性还可以增加材料的抗氧化性能、耐腐蚀性能等。

2.3 纳米技术应用纳米技术在生物陶瓷材料的性能优化中发挥了重要作用。

通过将纳米材料嵌入到生物陶瓷材料的矩阵结构中,能够增加材料的韧性、抗弯强度等力学性能。

此外,纳米级生物陶瓷材料还能够增加其比表面积,提高生物活性。

2.4 仿生学设计仿生学设计是一种通过模仿生物体内天然材料的结构和性能来优化生物陶瓷材料的方法。

羟基磷灰石陶瓷合成及其力学性能研究

羟基磷灰石陶瓷合成及其力学性能研究

羟基磷灰石陶瓷合成及其力学性能研究羟基磷灰石陶瓷具有独特的生物活性和生物相容性,是一种重要的生物医用材料,在人工骨和牙科修复领域得到广泛应用。

羟基磷灰石陶瓷的制备方法主要有:热压法、交联法、离子交换法、水热法和溶胶凝胶法等。

而本文主要介绍溶胶凝胶法的制备方法和其力学性能研究。

一、溶胶凝胶法的制备方法溶胶凝胶法主要有两种方法,分别是高温固相烧结和低温液相烧结。

在高温固相烧结方法中,首先将羟基磷灰石前驱体混合于正火粉和细铝粉中,进行球磨混合,然后压制成桦木坯,坯体经过退火后形成陶瓷体。

这种方法制备的羟基磷灰石陶瓷具有较高的机械性能和较少的孔隙度,但是制备时间较长且工艺复杂。

在低温液相烧结方法中,羟基磷灰石前驱体采用水热法和溶胶凝胶法制备,然后在较低的温度下进行烧结,羟基磷灰石晶体在氧化镁和碳酸钙等配体的作用下,制备出具有较好性能的羟基磷灰石陶瓷。

本文采用溶胶凝胶法进行羟基磷灰石陶瓷的制备,具体步骤如下:1.溶胶制备:将磷酸氢二铵(NH4H2PO4)和三乙酸钇(Y(OC2H5)3)分别加入去离子水中,边搅拌边加入氨水(NH3·H2O),搅拌至物料完全溶解,形成透明液体。

2.凝胶制备:将前驱体溶液经浓缩浓缩、干燥,得到白色粉末样品,再放入500℃-800℃的炉子内,在氧气气氛下进行2-3h的热处理,样品即完成。

二、羟基磷灰石陶瓷力学性能的研究1.悬臂梁法悬臂梁法是一种常用的力学测试方法,可以测试材料的弯曲强度和断裂韧性指标。

将制备好的羟基磷灰石陶瓷样本固定在支架上,并加上相应的荷重,记录下力-位移曲线,然后根据荷重和支距计算出弯曲强度以及断裂韧性指标。

2.压缩测试压缩测试是一种常用的力学测试方法,可以测试材料的压缩强度和压缩模量等指标。

将制备好的羟基磷灰石陶瓷样本放入压缩机中,并施加相应的载荷,记录下荷载和位移之间的关系,然后计算出相应的强度和模量等指标。

3.人工骨植入试验将制备好的羟基磷灰石陶瓷样本植入到动物体内,进行人工骨植入试验,观察材料在体内的生物相容性和生物活性。

陶瓷羟基磷灰石层析

陶瓷羟基磷灰石层析

陶瓷羟基磷灰石层析
陶瓷羟基磷灰石层析,是一种新型的生物陶瓷材料,具有良好的生物
相容性和生物活性。

其制备方法主要是利用化学合成方法,通过将羟
基磷灰石先脱水后混合陶瓷粉末进行热压制成具有层次结构的陶瓷羟
基磷灰石层析材料。

陶瓷羟基磷灰石层析的制备方法比较简单,而且制备出的陶瓷羟基磷
灰石层析材料具有良好的生物相容性和生物活性,因此被广泛应用于
临床医学领域。

例如,可以用于骨缺损修复、牙科种植、肿瘤切除后
的骨修复等医疗领域。

其制备方法中的传统热压方法能使陶瓷羟基磷灰石层析材料得到初步
压制,但通常存在一定缺陷。

为克服这些缺陷,近年来发展了一种新
制备方法——微波热压法。

在此制备方法中,通过在开口式微波炉中
进行微波热压制备,可以获得更加均匀和高质量的陶瓷羟基磷灰石层
析材料。

并且研究表明,相比传统热压方法制备出的层析材料,微波
热压法制备出的材料拥有更高的生物活性和生物相容性。

综上所述,陶瓷羟基磷灰石层析材料具有广泛的应用前景和研究价值,而微波热压法制备方法能够得到更高质量的层析材料,为其进一步的
研究和应用提供了一种新思路。

总结起来,陶瓷羟基磷灰石层析的制备方法简单易行,具有良好的生
物相容性和生物活性,不仅可以用于医疗领域,还可以用于环境保护、工业生产等多个领域。

而微波热压法则是一种制备高质量层析材料的
新方法,具有广阔的前景和应用价值。

磷灰石生物陶瓷的研究与应用

磷灰石生物陶瓷的研究与应用

磷灰石生物陶瓷的研究与应用磷灰石生物陶瓷是一种具有良好生物相容性和高度仿生性的新型生物材料。

它的研究和应用,带来了很多医疗领域的突破,也为生物陶瓷研究开启了新的篇章。

一、磷灰石生物陶瓷的定义磷灰石生物陶瓷又称为羟基磷灰石陶瓷,可以用作骨组织工程中的载体材料和骨填充材料。

磷灰石本身就是一种天然磷化物,是一种生物矿物质,与骨组织中的成分高度相似,可以促进骨组织的生成和修复。

磷灰石生物陶瓷则是一种由合成磷灰石制成的生物材料,具有良好的生物相容性和高度仿生性,是一种重要的生物陶瓷。

二、磷灰石生物陶瓷的制备方法磷灰石生物陶瓷的制备方法主要有两种,一种是湿化学法,另一种是高温固相法。

湿化学法是将适量的磷酸和氢氧化钙溶解在水中,然后在适当的温度和pH值下反应生成磷灰石。

而高温固相法则是将磷酸和氢氧化钙混合,然后在高温下反应,产生磷灰石。

三、磷灰石生物陶瓷的应用领域磷灰石生物陶瓷具有良好的生物相容性,可以促进骨组织的生成和修复。

因此,它在医疗领域的应用非常广泛。

目前,磷灰石生物陶瓷的应用领域主要包括以下几个方面。

1.骨组织工程成形材料磷灰石生物陶瓷可以用作骨组织工程中的载体材料,帮助修复骨折、骨缺损等骨骼问题。

因为它可以和周围的骨组织进行良好结合,从而有效促进新骨组织的生长和修复。

2.口腔种植材料磷灰石生物陶瓷可以被用来制作口腔种植材料,如牙植体、种植体等。

由于其良好的生物相容性和高度仿生性,可以营造仿真的口腔环境,有利于种植的成功。

3.医用透析器磷灰石生物陶瓷还可以被应用在医用透析器的制备中。

透析器用于肾衰竭患者的血液透析治疗,其材料必须具有良好的生物相容性。

磷灰石生物陶瓷可以有效降低血液透析过程中的感染率,并且可以更好地保护患者的血管壁。

4.其他医疗领域磷灰石生物陶瓷还可以被应用在人工眼球、人工心脏等医疗器械制备中。

四、磷灰石生物陶瓷的未来发展趋势磷灰石生物陶瓷具有良好的生物相容性和高度仿生性,越来越多的人开始将目光投向它,相信未来它在医疗领域的应用会越来越广泛。

羟基磷灰石的制备及应用研究

羟基磷灰石的制备及应用研究

羟基磷灰石的制备及应用研究羟基磷灰石是目前应用最广泛的生物材料之一。

因其良好的生物相容性和生物活性,在骨科和牙科领域得到了广泛的应用。

本文将就羟基磷灰石的制备及应用进行研究和探讨。

1.羟基磷灰石的制备羟基磷灰石的制备主要有湿法合成和干法合成两种方法。

其中湿法合成又包括共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法等几种方法。

而干法合成主要有高能球磨法等方法。

1.1 湿法合成共沉淀法:羟基磷灰石的共沉淀法制备过程中利用钙、磷两个离子在一定条件下共沉淀作用,形成了羟基磷灰石。

共沉淀法具有制备工艺简单,反应速度快等优点。

但是其产品具有较大的晶体粒径和不稳定等缺陷。

溶胶-凝胶法:在溶胶-凝胶法制备羟基磷灰石过程中,通过到达成熟态的化学缓慢水解发生反应,羟基磷灰石在凝胶中形成。

该方法得到的羟基磷灰石晶体粒度分布小,晶体形态好,内部结构均匀致密等优点。

但是该方法的制备过程复杂,且需要较长时间,成本较高。

水热法:在水热法制备羟基磷灰石过程中,通过水热反应来形成羟基磷灰石。

该方法具有制备工艺简单等优点。

但是制备效率较低且羟基磷灰石的结晶度较低,易形成杂多晶和非晶态。

1.2 干法合成高能球磨法:在高能球磨法制备羟基磷灰石过程中,通过高能钨钢球的强制研磨来形成羟基磷灰石。

该方法具有制备简单,易于大规模生产等优点。

但是制备过程中需要严格控制球的大小,否则会影响羟基磷灰石的晶体粒度和分布。

2.羟基磷灰石的应用2.1 骨科领域羟基磷灰石可作为一种生物陶瓷,应用于骨科领域。

其良好的生物相容性和生物活性使得其能够与人体骨组织相容性良好。

在人工骨替代和组织修复中,羟基磷灰石能够促进骨细胞的生长和分化,提高骨修复的质量。

2.2 牙科领域在牙科领域,磷酸羟基磷灰石可以用于制备牙科修补材料,其生物相容性好,与人体牙齿组织具有相似的化学成分和物理性质。

磷酸羟基磷灰石的应用还可以提高口腔修复质量。

3.羟基磷灰石的未来展望随着骨科和牙科行业的飞快发展,羟基磷灰石的应用范围也在不断扩大。

无机生物材料实验讲义2008

无机生物材料实验讲义2008

无机生物材料实验讲义实验一羟基磷灰石陶瓷的制备实验目的:掌握羟基磷灰石生物陶瓷的理化性质、制备方法、组成元素的化学定量分析方法以及陶瓷制备工艺。

羟基磷灰石生物陶瓷属磷酸盐系无机非金属材料,熔点为1650ºC,烧结温度在1100-1200ºC之间。

羟基磷灰石陶瓷的制备实验主要包括三部分内容:1. 羟基磷灰石陶瓷原粉的合成;2. 羟基磷灰石陶瓷原粉钙、磷含量的化学分析;3. 羟基磷灰石陶瓷制品的成型与烧结。

1.羟基磷灰石陶瓷原粉的合成1.1 实验原理:羟基磷灰石(Hydroxyapatite)是一种钙磷化合物,属六方晶系,化学式为Ca5(PO4)3(OH),通常写为Ca10(PO4)6(OH)2,分子量502.31,密度为3.16g·cm-3,是生物体骨组织的主要无机组成,具有很好的生物相容性。

目前生物陶瓷的绝大部分研究都直接或间接与它有关。

羟基磷灰石陶瓷原粉的制备主要采用体外人工合成的方法,目前合成方法有很多种,包括沉淀法、高温固相法、水热法、电化学沉积法等。

这里采用的是实验室中较常用的钙磷沉淀法。

本实验采用硝酸钙和磷酸氢二铵为原料,按Ca/P=5/3的配比进行反应,用氨水调节反应体系pH值在11~12之间,反应方程式如下:(NH4)2HPO4 + NH3·H2O = (NH4)3PO4 +H2O3(NH4)3PO4 + NH3·H2O = (NH4)10(PO4)3(OH)(NH4)10(PO4)3(OH) + 5Ca(NO3)2 = Ca5(PO4)3(OH)+10NH4NO3反应在室温搅拌下进行,通过调节反应液滴加速度来控制反应速度。

羟基磷灰石晶体的钙磷比为1.67,因此在沉淀反应中,必须控制原料的钙磷比不低于该值;同时,由于羟基磷灰石在酸性和弱碱性条件下不稳定,还必须保证反应体系的pH值始终>11。

1.2 试剂和仪器试剂:Ca(NO3)2·4H2O,(NH4)2HPO4,浓NH3·H2O,去离子水仪器:500mL和1000mL烧杯,250mL或500mL滴液漏斗,10mL和250mL量筒,玻璃棒,pH广泛试纸,电子天平,不锈钢药匙,电动或磁力搅拌器,铁架台,台式离心机(4000转),烘箱,马弗炉1.3 实验步骤称取(NH4)2HPO4 13.20g,Ca(NO3)2·4H2O 39.36g,分别加一定量的去离子水溶解,然后将Ca(NO3)2溶液用浓NH3·H2O调pH至11~12(约加入4.2mL),并稀释到300mL;将(NH4)HPO4溶液用浓NH3·H2O调pH至11~12(约加入125mL),并稀释到533mL。

羟基磷灰石发展综述

羟基磷灰石发展综述

羟基磷灰石发展综述羟基磷灰石(Hydroxyapatite,简称HAp)是一种重要的生物陶瓷材料,具有优良的生物相容性和生物活性,在骨组织修复和生物医学应用中有着广泛的应用前景。

本文将对羟基磷灰石的发展历程进行综述,并分析其在骨组织修复和生物医学领域的应用。

羟基磷灰石的发展历程可以追溯到20世纪60年代,当时坠入骨科医生和材料科学家开始研究人工骨的材料。

最初的人工骨材料采用的是金属材料,如不锈钢和钛合金,但这些材料与骨组织的生物相容性差,容易引起排异反应和慢性炎症。

因此,研究者开始寻找更好的人工骨材料。

1969年,美国的研究者发现,羟基磷灰石与骨组织有相似的成分和结构,并具有生物活性。

这一发现引起了广泛关注,成为人工骨材料研究的重要突破。

随后的几十年中,羟基磷灰石的研究得到了长足的发展。

羟基磷灰石的制备方法主要包括溶液法和固相法。

溶液法是将适当的无机盐(如磷酸二氢铵和碳酸钙)溶解在水溶液中,再经过逐渐调节pH值和温度,形成羟基磷灰石晶体。

固相法是将适当的无机盐在高温下烧结,形成羟基磷灰石陶瓷。

此外,还有一些改进的方法,如电化学沉积法和喷雾干燥法等。

羟基磷灰石的应用主要集中在骨组织修复和生物医学领域。

在骨组织修复领域,羟基磷灰石可以用于填充骨缺损、修补骨折和骨裂等。

由于羟基磷灰石具有生物相容性和生物活性,可以与周围骨组织相结合,促进新骨的生长和组织修复。

同时,羟基磷灰石还可以作为骨修复材料的载体,用于输送药物和生长因子,促进骨组织的再生和修复。

在生物医学领域,羟基磷灰石也有广泛的应用。

羟基磷灰石可以用于制备人工关节、人工牙齿和人工骨骼等医疗器械。

此外,羟基磷灰石还可以用于生物陶瓷涂层、药物缓释系统和组织工程支架等。

这些应用进一步扩展了羟基磷灰石的应用领域。

尽管羟基磷灰石在骨组织修复和生物医学领域取得了重要的进展,但仍然存在一些挑战和问题。

首先,羟基磷灰石的生物降解速度较慢,不利于骨组织的再生和修复。

羟基磷灰石的制备及表征【可编辑范本】

羟基磷灰石的制备及表征【可编辑范本】

羟基磷灰石的制备及表征一、实验目的1。

掌握纳米羟基磷灰石的制备及原理2.了解羟基磷灰石的表征方法及生物相容性二实验原理羟基磷灰石(hydrrosyapatite,HAP)分子式为Ca10(PO4)6(OH)2是自然骨无机质的主要成分,具有良好的生物相容性和生物活性,可以引导骨的生长,并与骨组织形成牢固的骨性结合。

HAP是生物活性陶瓷的代表性材料,生物活性材料是指能够在材料和组织界面上诱导生物或化学反应,使材料与组织之间形成较强的化学键,达到组织修复的目的。

HAP在组成上与人体骨的相似性,使HAP与人体硬组织以及皮肤、肌肉组织等都有良好的生物相容性,植入体内不仅安全、无毒,还能引导骨生长,即新骨可以从HAP植入体与原骨结合处沿着植入的体表面或内部贯通性空隙攀附生长,材料植入体内后能与骨组织形成良好的化学键结合。

HAP主要的生物学应用作骨组织代替材料,磷酸钙类生物陶瓷材料在临床应用中遇到的最大困难之一是材料强度差,尤其是韧性低,且机械可加工性差,导致其在临床应用中受到了极大的限制。

为了改善HAP陶瓷的脆性和强度问题,一般会在其中添加ZrO2和碳纤维或是Al2O3和玻璃等物质进行增韧.纳米级羟基磷灰石的制备方法很多,主要分为固相法和液相法两大类。

固相法合成在一定条件下(高温、研磨)让磷酸盐与钙盐充分混合发生固相反应,合成HAP粉末.液相法合成是在水液中,一磷酸盐和钙盐为原料,在一定条件下发生化学反应,生成溶解度较小的HAP晶粒,包括化学沉淀法.水热合成法、溶胶-凝胶法、自然烧法、微乳液法、微波法等。

化学沉淀法因具有实验条件要求不高、反应容易控制,适合制备纳米材料等优点从而得到广泛应用。

沉淀法通常是在溶液状态下将不同化学成分的物质混合,在混合溶液中加入适量的沉淀剂得到纳米材料的前驱沉淀物,再将此沉淀物结晶进行干燥或煅烧制得相应的纳米材料。

金属离子在沉淀过程是不平衡的,需要控制溶液中的沉淀剂的浓度,使沉淀过程缓慢发生,才会使溶液中的沉淀处于平衡状态,使沉淀能均匀的出现在整个溶液中。

结构仿生多孔羟基磷灰石陶瓷的制备工艺及研究进展PPT课件

结构仿生多孔羟基磷灰石陶瓷的制备工艺及研究进展PPT课件
术后病例观察发现,材料与机体组织 亲和性好。在材料与骨面接触部位, 骨组织
向孔内生长, 与骨面构成愈合状态。
结构仿生 HAP多孔 陶瓷优势
4
2 HAP多孔陶瓷的研究意义
耳小骨替换
牙周袋填补
牙槽脊增高
颌面骨 缺损修复
口腔种植
脊椎骨修复
生物硬组织 的修复和替换
药物载体
图2-1 羟基磷灰石生物陶瓷5
2 HAP多孔陶瓷的研究意义
快速成型 技术(RP)
将数字信息传给造型机,通过原料逐层添加法制造出多孔材料。
能够制备出传统工艺不能形成的200~300μm以上的可控孔隙结构;
能够保证孔隙之间的完全贯通;
不需要工具、模具;目前仍处于研究阶段。
8
3.1 基于有机泡沫浸渍法的制备工艺
实验结合浸渍法和注浆成型工艺制备具有内疏外密 天然骨结构仿生羟基磷灰石多孔陶瓷。
制备工艺简单,孔隙率高,孔径大小容易调控; 具有开孔三维网状骨架结构。
模板法
无机物前体在模板剂的作用下,借助有机超分子/无机物的 界面作用,形成具有一定结构和形貌的无机材料。
是制备有序多孔材料的有效手段; 已成为目前制备多孔羟基磷灰石最常用的方法之一。
三维设计 基于离散堆积原理的数字化成型技术,利用软件分切实体,然后
下燃尽或挥发而在陶瓷体中留下孔隙。
可以制备气孔结构不同、形状复杂的多孔材料。 但所制得的多孔羟基磷灰石孔隙率不高,且孔径范围分布较宽。
7
3 HAP多孔陶瓷的制备工艺
有机泡沫 将在较高温度或发生化学反应产生气体的化学物质与羟基磷灰石粉 浸渍法 体浆料混合成形,在一定温度下加热处理发泡,烧结产生多孔陶瓷。
3.1 基于有机泡沫浸渍法的制备工艺

羟基磷灰石陶瓷的合成方法

羟基磷灰石陶瓷的合成方法

羟基磷灰石陶瓷的合成方法一、引言羟基磷灰石(Hydroxyapatite,简称HAP)是一种天然的无机矿物质,具有良好的生物相容性和生物活性,在医学领域有着广泛的应用。

羟基磷灰石陶瓷作为一种重要的生物医用材料,其制备方法对其性能和应用具有决定性影响。

本文将介绍羟基磷灰石陶瓷的合成方法。

二、化学原理羟基磷灰石的化学式为Ca10(PO4)6(OH)2,属于钙磷酸盐类化合物。

其晶体结构为六方密堆积结构,每个单元晶胞内含有两个钙离子、三个正离子和一个氢氧根离子。

在制备过程中,通常采用反应溶液中存在Ca2+和PO43-离子,通过控制反应条件来控制反应速率和生成产物的形态。

三、制备方法1. 水热法水热法是目前最常用的合成羟基磷灰石陶瓷方法之一。

其步骤如下:(1)将适量的Ca(NO3)2和(NH4)2HPO4加入去离子水中,搅拌均匀。

(2)将混合溶液倒入高压釜中,在温度为120-180℃、压力为1-10MPa的条件下反应12-48小时。

(3)将反应产物取出,用去离子水洗涤,干燥后进行烧结处理。

2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种新型的制备羟基磷灰石陶瓷方法。

其步骤如下:(1)将适量的Ca(NO3)2和(NH4)2HPO4加入去离子水中,搅拌均匀。

(2)将混合溶液在室温下静置,形成凝胶。

(3)将凝胶放入干燥箱中干燥,并进行高温处理。

3. 离子交换法离子交换法是一种简单易行的制备羟基磷灰石陶瓷方法。

其步骤如下:(1)将适量的CaCl2和Na2HPO4加入去离子水中,搅拌均匀。

(2)将混合溶液在室温下静置,形成沉淀。

(3)将沉淀用去离子水洗涤,干燥后进行烧结处理。

四、影响因素羟基磷灰石陶瓷的制备方法受到多种因素的影响,如反应温度、反应时间、反应物浓度等。

其中,反应温度和反应时间对产物的形态和晶体结构影响较大。

在水热法中,较高的温度和较长的反应时间有利于生成纯相羟基磷灰石晶体。

在溶胶-凝胶法中,适当提高煅烧温度可以促进晶体生长和结晶程度。

陶瓷羟基磷灰石原理与技术

陶瓷羟基磷灰石原理与技术

陶瓷羟基磷灰石原理与技术陶瓷羟基磷灰石(CHT)原理与技术一、分离机理:羟基磷灰石具有独特的分离机理,是唯一直接用于蛋白质和核酸纯化的无机层析填料,高度耐碱,生物安全性最高。

其中PO43-离子与带正电的蛋白质以离子键结合,具有离子交换特性,可由NaCl浓度梯度或磷酸钠浓度梯度洗脱,其中的Ca2+离子与带负电蛋白质的自由羧基以金属螯合方式结合,该结合方式对NaCl不敏感,可由磷酸钠浓度梯度洗脱。

因此该填料既可以用磷酸钠单梯度洗脱,也可以采用NaCl梯度洗脱后以低浓度磷酸钠缓冲液平衡,再以磷酸钠浓度梯度洗脱的双梯度洗脱模型,以达到更高的分辨率。

二、羟基磷灰石类型选择:羟基磷灰石因陶瓷化工艺不同分为2 种类型:I 型和 II 型,I 型对蛋白质具有更大的保留,对普通蛋白质具有更大的动态载量,主要纯化大部分蛋白质(分子量一般在 100kd 一下)型由于孔径较 I 型大,因;II 而对抗体和部分重组疫苗等大分子量蛋白质的动态载量更高,而对 HSA 几乎无保留,因而更适合于抗体的纯化,同时 II 型对核酸具有更大的保留,能够分辩单、双链、是否超螺旋等各种高级结构的核酸,因而也适合纯化核酸。

三、羟基磷灰石的分离策略:由于羟基磷灰石层析的上样对NaCl 不敏感,更适合作为中间纯化和精纯的常规步骤,经第一步离子交换捕获得到的样品不需作任何脱盐处理即可直接上样纯化,具有更高的分辨率。

因此,陶瓷羟基磷灰石(CHT)更多的是用于蛋白质分离纯化的中间步骤,一般第一步用离子交换或亲和捕获得到的组分即可直接上样到 CHT 层析柱上,可进行高分辨率的分离,获得高纯度的组分。

层析条件的摸索参数主要有:型号,磷酸盐缓冲液的不同 pH,单梯度,双梯度等等。

双梯度洗脱模型不同类型 CHT 陶瓷羟基磷灰石在不同 pH 下不同蛋白质的保留时间(min)四、CHT 羟基磷灰石层析初始条件设定与条件摸索羟基磷灰石最常用的缓冲液是磷酸钠缓冲液,也可用磷酸钾缓冲液,所有梯度洗脱体积一般为10-20 个柱床体积,一般起始条件如下: 1、单梯度洗脱:平衡液(A 液):5mM PB, pH 条件摸索:6.0、6.5、 7.0、7.5、8.0 或以上洗脱液(B 液):400mM PB,梯度一般为 0——30%B、50%B、70%B、100%B 等。

羟基磷灰石材料的合成及应用

羟基磷灰石材料的合成及应用

羟基磷灰石材料的合成及应用羟基磷灰石材料是生物医学领域中非常常见的一种生物陶瓷材料,广泛应用于植入性医学器材和骨子结构修复、组织工程等方面。

本文将介绍羟基磷灰石材料的合成方法及其应用。

1. 羟基磷灰石材料的合成羟基磷灰石材料可通过多种方法进行制备,主要有化学共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法和高温固相合成法等。

其中,化学共沉淀法和溶胶-凝胶法是比较常用的两种方法。

1.1 化学共沉淀法在化学共沉淀法中,将钙离子和磷酸离子以一定的比例混合,加入一定量的氢氧化钠,反应完毕后,产生的固体沉淀物即为羟基磷灰石的前体物质。

接着,将前体物质放入焙烧炉中进行煅烧,生成最终的羟基磷灰石材料。

1.2 溶胶-凝胶法在溶胶-凝胶法中,将适量的羟基磷灰石前体溶解于甲醇、乙醇等有机溶剂中,得到溶胶。

再将溶胶极缓慢地加热到一定温度,使其凝胶化。

最后,将凝胶体焙烧,得到最终的羟基磷灰石材料。

2. 羟基磷灰石材料的应用由于其良好的生物相容性和生物活性,羟基磷灰石材料广泛应用于骨组织工程、口腔种植、骨折治疗、植入性医学器材等领域。

2.1 骨组织工程骨组织工程是利用生物材料和骨细胞形成人工骨组织的技术,羟基磷灰石材料具有优异的生物相容性,可以促进骨细胞的增殖和分化,有助于骨组织的修复和再生。

2.2 口腔种植羟基磷灰石材料在口腔种植中应用广泛,可以用于修复牙齿、修复颌骨缺损、种植人工牙根等,具有良好的生物相容性和组织相容性。

2.3 骨折治疗羟基磷灰石材料具有良好的生物相容性和生物活性,可以被人体吸收和代谢,有助于骨折的修复和再生。

2.4 植入性医学器材羟基磷灰石材料可以制成人工关节、人工骨头等植入性医学器材,具有优异的生物相容性和生物活性,有助于植入器材的耐久性和效果。

总之,羟基磷灰石材料具有良好的生物相容性和生物活性,在医学领域中应用广泛,可以用于组织工程、口腔种植、骨折治疗、植入性医学器材等领域。

在未来,羟基磷灰石材料的应用前景将更加广阔。

含镁羟基磷灰石的制备与性能研究

含镁羟基磷灰石的制备与性能研究

含镁羟基磷灰石的制备与性能研究镁羟基磷灰石(Mg-CHAP)是一种重要的生物陶瓷材料,具有良好的生物相容性和生物活性。

它主要由镁元素和羟基磷酸盐组成,可以作为骨科植入物、修复材料和生物活性涂层等方面的材料。

本文将探讨Mg-CHAP的制备方法及其性能研究,为其在生物医学领域的应用提供理论基础。

一、Mg-CHAP的制备方法目前,制备Mg-CHAP的方法主要包括溶胶-凝胶法、共沉淀法、离子交换法和水热法等。

这些方法在制备过程中可以控制镁元素和羟基磷酸盐的比例和形貌,从而调节材料的性能。

溶胶-凝胶法是一种常用的制备方法,其步骤包括:将镁盐和磷酸盐混合溶解于适当的溶剂中,形成溶胶;通过溶胶凝胶转化为固体材料;将固体材料热处理得到Mg-CHAP。

这种方法可以控制材料的孔径和孔隙度,从而影响其生物活性。

另一种常用的制备方法是共沉淀法,即将镁盐和磷酸盐溶液混合,加入碱性溶液沉淀析出Mg-CHAP。

通过控制溶液的pH值和沉淀反应的速率,可以得到不同形貌和晶相结构的Mg-CHAP。

离子交换法是一种通过阳离子和阴离子的相互置换实现材料结构调控的方法。

通过调节离子交换的条件,可以改变Mg-CHAP的晶相结构和生物活性。

水热法是一种在高温高压环境下进行合成的方法,通过水热条件下的反应,可以得到高纯度的Mg-CHAP。

这种方法对反应条件的控制要求较高,但可以得到具有优良的生物活性和生物相容性的材料。

二、Mg-CHAP的性能研究Mg-CHAP作为一种生物陶瓷材料,具有优异的力学性能、生物相容性和生物活性。

其力学性能主要包括抗压强度、弯曲强度和断裂韧性等指标,这些指标直接影响着材料的应用性能。

生物相容性是评价生物陶瓷材料是否适用于体内应用的重要指标,包括材料对细胞的毒性、组织的炎症反应和血管生成等。

研究表明,Mg-CHAP对细胞有良好的生物相容性,可以促进骨细胞的黏附和增殖。

生物活性是衡量材料在体内是否能与骨组织发生有效交互的指标,主要通过材料表面的羟基磷灰石形成速度和表面矿化程度来评价。

材料试题

材料试题

1、金属烤瓷材料与金属的结合形式有哪些?1、机械结合系指金属表面进行粗化后咖喷砂、腐蚀)形成凹凸不平的表层夕扩大了接触面积,使金属烤瓷粉在熔融烧成后起到机械嵌合作用,但其作用是比较小的2、物理结合主要系指两者之间的范德华力,即分子间的吸引力。

3、压力结合系指当烤瓷的热胀系数略小于烤瓷合金时,因烤瓷耐受压缩力大于牵张力,这样,当烧结温度降到室温时产生压缩效应而增强了烤瓷材料与金属之间的结合。

4、化学结合系指金属烤瓷合金表面氧化层与金属烤瓷材料中的氧化物和非晶质玻璃界面发生的化学反应,通过金属键、离子键、共价键等化学键所形成的结合、金属烤瓷合金表面氧化对形成良好的结合是很重要的。

2、影响银汞合金强度的因素:1.银合金粉及粒度组成。

2.汞量,足量的汞能使合金粉充分汞齐化。

3.充填压力。

4.固化强度与时间。

名词解释:1. 自由基:是有机化合物分子中的共价键在光、热、射线的影响下,分裂成为两个含不成对带独电子的活泼基团。

2. 缩聚反应:聚合反应过程中,除形成聚合物外,同时还有低分子副产物产生的反应,称缩聚反应。

3. 流电性:是指在口腔环境中异钟金属修复体相接触时,由于不同金属之间的电位不同,所产生的电位差,导致电流产生,称为流电性。

4.合金:是指由两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素熔合在一起,具有金属特性的物质。

5、生物相容性:在某一应用过程中,材料与宿主相互作用的能力,是生物材料区别于其他高技术材料的最重要的特征。

包括血液相容性和组织相容性等。

9. 义齿基托树脂:当牙列缺损或缺失后,需要制作假牙(义齿),代替缺失的牙齿以恢复正常的咀嚼功能。

一般全口义齿是由人工牙和基托两部分组成,基托将人工牙连在一起,并将人工牙所承受的咀嚼力均匀地传递给牙槽嵴。

制作义齿基托的主要材料便是义齿基托树脂。

33.“三明治”修复术:利用玻璃离子水门汀和复合树脂联合修复牙本质缺损的叠层修复术,这种联合形式因颇似三明治的夹心结构,故称为“三明治”修复术。

天然羟基磷灰石生物陶瓷的制备及性能表征.kdh

天然羟基磷灰石生物陶瓷的制备及性能表征.kdh

《陶瓷学报》2009 年第 4 期
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晶,部分粉料残留在表面。但可以看出已烧结成瓷。由 图 5(c)和(d)可以看出,1300℃和 1350℃下 HAP 明 显的结晶成瓷,晶界分明,而且晶体间由于晶体冷却 收缩出现了孔洞[10]。 3.4.3 生物陶瓷的显微组织
烧结后的陶瓷材料的断口形貌见图 6,添加 PVA 的致密 HAP 的表面形貌,烧结温度为 1250℃。
本文采用天然 HAP 制备粉体,固相无压烧结法 制备天然 HAP 生物陶瓷,并对天然 HAP 生物陶瓷进 行了性能表征。
2.1 亚微米羟基磷灰石粉体的制备 实验中以兽骨为原料,在马弗炉中加热到 800℃
保温 5 小时,得到天然羟基磷灰石,人工破碎、添加分 散剂并在搅拌磨中超细粉碎 8~10 小时、烘干、研磨, 过 100 目筛,即得到亚微米 HAP 粉末[5]。 2.2 天然羟基磷灰石生物陶瓷的制备
6 牛金龙等. 多孔羟基磷灰石生物陶瓷的合成和特性研究进 展. 生物医学工程学杂志,2002,19(2):302~305
7 Alcala J . Fatigue and static crack propagation in yttria - stabilized tetraged zirconia polycrystal : crack growth micromechanisms and precracking effects . J . Arn . Ceram . Soc. , 1997 , 80 ( 11 ) : 2756~2772
从图 6 可以看出致密 HA 的颗粒变大,颗粒之间 的晶界渐渐趋于消失,逐渐致密化。
4 结论
(1)从图 4 的 SEM 可以看出,制备的 HAP 粉体 达到亚微米级。

羟基磷灰石(HA)陶瓷生产实验..

羟基磷灰石(HA)陶瓷生产实验..

羟基磷灰石(HA)陶瓷生产实验1.实验目的1.1初步训练方案设计、实验、生产、检验等的能力;1.2培养查阅文献、市场调研、搜集和整理资料、设计、项目管理、科学实验、生产制造、分析问题和解决问题、发表见解的初步能力;1.3掌握羟基磷灰石的基本性质、功能和用途,以及几种制备羟基磷灰石的原理和方法;1.4实践利用湿化学法中的沉淀法制备羟基磷灰石粉体;1.5熟悉和掌握相关仪器设备的使用。

2.实验原理羟基磷灰石[Hydroxyapatite,HA;分子式:Ca10(PO4)6(OH)2]的化学组成和结晶结构类似于人骨骼系统中的磷灰石,优良的生物活性和生物相容性是其最大的优点,人体骨细胞可以在羟基磷灰石上直接形成化学结合,在普通合成的生物材料中添加少量纳米羟基磷灰石可显著改善材料对成骨细胞的粘附和增殖能力,促进新骨形成,因此适宜于做骨替代物。

羟基磷灰石的钙磷摩尔比为1.67,与天然骨相近。

目前生产羟基磷灰石的方法主要分为湿法合成和干法合成,其中湿法包括溶胶-凝胶法、沉淀法和水热法三种[3,4,5]。

2.1溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是近些年来才发展起来的新方法,已经引起了广泛的关注。

找到合适的、能够合成最终的羟基磷灰石的溶胶一凝胶体系是其合成的关键。

其原理是:将醇盐溶解在选定的有机溶剂中,在其中加蒸馏水使醇盐发生水解、聚合反应后生成溶胶,再将Ca2+溶胶缓慢滴加到(PO4)3-溶胶中,加水变为凝胶,凝胶经老化、洗涤、真空状态下低温干燥,得到干凝胶,再将干凝胶高温煅烧.就得到羟基磷灰石的纳米粉体。

该方法的优点为:合成及烧结温度低、可存分子水平上混合钙磷的前驱体,使溶胶具有高度的化学均匀性。

缺点是化学过程比较复杂、醇盐原料价格昂贵、有机溶剂毒性大,对环境易造成污染等。

2. 2沉淀法沉淀法是制备羟基磷灰石粉体最典型的方法。

这种方法通常采用把一定浓度的磷酸氢铵和硝酸钙反应或者磷酸与氢氧化钙在一定的温度下搅拌反应生成羟基磷灰石沉淀,反应过程中使用氨水(NaOH 溶液1mol/L)调节pH值,把沉淀物高温煅烧从而得到羟基磷灰石粉体。

羟基磷灰石水热法制备

羟基磷灰石水热法制备

羟基磷灰石水热法制备羟基磷灰石是一种重要的生物陶瓷材料,被广泛应用于医学、牙科等领域。

其中,水热法是制备羟基磷灰石的一种常见方法。

下面将从原理、实验步骤、反应条件、优点和不足五个方面介绍羟基磷灰石水热法的制备方法。

一、原理羟基磷灰石的制备方法有多种,其中水热法是一种比较常见的方法。

水热法通过在高温高压下,在钙和磷酸盐的水溶液中反应制备羟基磷灰石。

二、实验步骤具体实验步骤如下:(1)将Ca(NO3)2和(NH4)2HPO4按1:1的摩尔比放入三口瓶中。

(2)加入适量的蒸馏水,使溶液浓度为0.1mol·L-1。

(3)将瓶子密封,放入热水槽中,温度控制在180℃,继续反应24h。

(4)反应结束后,用蒸馏水洗涤沉淀,并在105℃干燥4h,制备出羟基磷灰石。

三、反应条件羟基磷灰石的水热法制备需要控制反应条件,对于反应的成功与否有着非常大的影响。

(1)反应温度:在制备羟基磷灰石的反应中,反应温度要控制在180℃左右。

(2)反应时间:反应时间一般为24h,如果反应时间不足,羟基磷灰石的结晶度会降低。

(3)溶液浓度:溶液浓度过低或过高都不利于羟基磷灰石晶体生长。

四、优点和不足水热法制备羟基磷灰石有以下的优点:(1)制备简单方便,操作容易。

(2)反应速度快,反应时间短。

(3)制备出的羟基磷灰石结晶度高,且形态规则。

但是,水热法也存在一些不足之处:(1)制备出来的羟基磷灰石器形分散,大小不一。

(2)虽然反应时间短,但反应温度要求较高。

(3)得到的产物纯度较低。

五、结论羟基磷灰石是一种非常重要的生物陶瓷材料,其水热法制备方式因其制备简单,反应速度快,羟基磷灰石的结晶度高等优点优点被广泛采用。

但是,其不足之处也应引起重视,相关科研人员需要因材施策,根据实际情况选择合理的制备方法。

纳米羟基磷灰石的制备及其在医学领域的应用

纳米羟基磷灰石的制备及其在医学领域的应用

纳米羟基磷灰石的制备及其在医学领域的应用漳州师范学院化学与环境科学系08科学教育摘要:生物陶瓷纳米羟基磷灰石在自然界中以自然骨、牙中的无机矿物成分为主要形式。

人工合成的纳米羟基磷灰石材料具有与自然矿物相似的结构、形态、成分,表现出良好的生物相容性和生物活性,广泛应用于医学领域。

本文综合论述了纳米羟基磷灰石在物理化学方面的应用并对其在医学领域的应用进行了详细的论述和展望。

关键词:纳米羟基磷灰石、医学领域、合成方法及应用Abstract:Biological nanometer hydroxyapatite ceramics in nature to natural bone and tooth the inorganic mineral composition as the main form. Synthetic nano hydroxyapatite orbital implant material has and natural mineral similar structure、shape、composition、show good biocompatibility and biological activity,widely used in medical field. The paper discusses the nano hydroxyapatite in physical chemistry and its application in medical field of applied discussed in detail and prospected.Keywords: nano hydroxyapatite,medical field,synthesis method and application1.n-HA简介羟基磷灰石的化学式为Ca10 ( PO4) 6 (OH)2,简称HA,属六方晶系,晶格参数为a = b = 0 .9421nm、c = 0 . 6882nm。

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羟基磷灰石陶瓷的合成方法
羟基磷灰石陶瓷是一种类似于骨骼和牙齿的无机物质,其合成方法可以根据需求进行调整。

以下是一些常见的羟基磷灰石陶瓷合成方法:
1. 热压法:该方法适用于制备宏观羟基磷灰石陶瓷。

首先将羟
基磷灰石粉末和结合剂混合,然后通过热压机将其压成所需形状。

在高温高压下,羟基磷灰石粉末会烧结成陶瓷。

2. 热蒸发法:该方法适用于制备纳米羟基磷灰石陶瓷。

将羟基
磷灰石粉末和结合剂制成浆料,然后通过热蒸发法将其蒸镀成陶瓷膜。

这种方法可以制备高质量、纯物质的羟基磷灰石陶瓷。

3. 溶胶凝胶法:该方法适用于制备多孔羟基磷灰石陶瓷。

将羟
基磷灰石粉末和结合剂溶解在水中,然后通过溶胶凝胶法将其制备成多孔陶瓷。

这种方法可以制备高质量、高强度的多孔羟基磷灰石陶瓷。

4. 水热法:该方法适用于制备大尺寸羟基磷灰石陶瓷。

将羟基
磷灰石粉末和结合剂放入水中,然后加热至高温,使其烧结成陶瓷。

这种方法可以制备大尺寸、高质量的羟基磷灰石陶瓷。

以上是一些常见的羟基磷灰石陶瓷合成方法,具体合成方法可以根据不同的需求和条件进行调整。

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