第五章 生物医用复合材料
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26
纳米SiC粒子在复合材料中主要分散在基体 HA晶粒内部、起钉扎作用，使裂纹尖端与 纳米SiC粒子相互作用, 导致裂纹偏转, 起 到提高韧性的作用。另外HA品粒内由于纳 米SiC粒子的存在产生亚晶界、也导致材料 强度的进一步提高。
27
四、生物活性涂层材料 1．生物活性玻璃涂层Al2O3复合材料 生物活性玻璃是一种良好的生物活性材料， 但机械性能差，因此常常将生物活性玻璃 涂于高强材料如Al2O3 、金属等，以改善其 性能。 1975年Criss等为改善致密Al2O3陶瓷髋关节 植入体的表面活性，在Al2O3陶瓷表面进行 生物玻璃涂层研究。动物实验表明，涂覆 了生物玻璃涂层的Al2O3陶瓷能与骨结合， 而不会生成纤维状膜。
28
Kim 等将三种不同热膨胀系数的含氟生物玻璃 (用等离子喷涂法涂于密实Al2O3基体上，并在不 同的温度下进行煅烧，扩散到玻璃涂层中Al2O3含 量与热处理温度关系如下图所示。 •扩散进入玻璃层中的 Al2O3量随SiO2量的减少 而减少，并随热处理温 度呈线性增加，大量 Al2O3进入玻璃层中能 有效地增强生物玻璃与 Al2O3的界面结合 •热处理表面形成硅灰 石，促进HA形成速度。 29
16
HA-HA晶须的复合材料断裂韧性、相对密度与晶 须含量的关系 (HA晶须Ca/P＝1.66 , 1100 C, 2h, 30 MPa热压烧结).
17
HA晶须增韧复合材料的增韧机理主要 是基体的压应力作用和裂纹的偏转作用。 这是由于HA晶须单晶体沿c轴方向具有较大 的热膨胀系数，复合材料烧结后，HA基体 受压应力作用，而HA晶须受张应力作用。 HA－HA晶须复合材料中残余应力场的存在， 使HA－HA晶须复合材料具有较大的断裂韧 性，同时裂纹的偏转效应对复合材料也起 到增韧作用。
2．生物玻璃陶瓷涂层ZrO2复合材料 除Al2O3外，ZrO2由于具有较高的断裂强度 和韧性以及低的弹性模量而用作外科惰性陶瓷植 人体。但ZrO2陶瓷与组织无界面结合力，只能通 过机械结合的方式与组织结合。而云母－磷灰石 玻璃陶瓷具有可加工性和生物反应活性，能与人 体组织形成界面键合，而且具有较高的长期稳定 性，可作为植入材料，应用于外科手术中。因此 可将生物玻璃陶瓷涂于ZrO2陶瓷，以提高ZrO2假 体与宿主骨的界面结合。
相组成：HA、钠钙硅酸盐和－NaCaPO4。HA层和生 物活性破璃层厚约100 m，层间有明显的反应层( －NaCaPO4,约20 m厚）。 复合材料的断裂方式，由于分层与裂纹偏转，具有 明显的非脆性断裂特征。 21
（三）生物活性陶瓷－生物惰性陶瓷复 合材料
氧化铝、氧化锆等陶瓷材料具有较高的强 度和化学稳定性，但它与生物组织的结合 只是一种机械的锁合。生物活性陶瓷具有 良好的生物相容性，可以与组织形成牢固 的化学键合，但其脆性和低的抗疲劳性能 又限制其使用。
34
二、种类、性能、特点与应用
（一）生物活性陶瓷－天然高分子复合材料 1、HA－胶原复合材料 胶原与多孔HA陶瓷复合，其强度比HA陶瓷 提高2~3倍。胶原膜有利于孔隙内新生骨生 长，植入狗的股骨后仅4周，新骨即已充满 所有大的孔隙。 制备方法：1）原位合成； 2）多孔陶瓷浸渍
35
2、HA-纤维蛋白粘合剂复合材料 纤维蛋白粘合剂主要由纤维蛋白原和 凝血酶组成，具有良好的生物相容性，完 全的生物降解性，无毒、不影响机体的免 疫系统，对HA的结构无影响。 将HA颗粒加于纤维蛋白网上，控制纤 维蛋白粘合剂成型时间，使其形成一复合 体，并通过调节两者的比例和成分，形成 从软到硬不同强度和形态的复合材料。
K1C MPa.m1/2 2.8~3.0
抗压强度 MPa 1400
弹性模量 MPa 126
1.1
780
107
24
2. TCP-ZrO2复合材料
复合材料的强度直 接与ZrO2的含量有关， TCP-67wt％-Z6Y复合 材料的抗折强度可达 199MPa，比－TCP单 相陶瓷的抗折强度 138MPa高得多。
10
含30％HA和70％TCP的试样在1150 C烧结，其 平均抗弯强度达155MPa，优于纯HA和TCP陶瓷.
11
（2）将具有相互连通孔 结构、气孔率达60％ 的多孔HA陶瓷浸泡于 (NH4)2HPO4溶液中，然 后在900C下保温3h的 烧结，制成HA与TCP涂 层复合材料。 复合材料中TCP含量 可通过改变 (NH4)2HPO4溶液的浓 度加以控制。
14
15
HA晶须增韧HA复合材料的增韧效果同材料 的气孔率有关，无压烧结的HA／HA晶须复 合材料由于气孔率较高，HA晶须无明显的 增韧效果。 当含0~30％HA晶须的复合材料的相对密度 可达92.5％~95％(纯HA陶瓷的相对密度可 达97％），复合材料的断裂韧性可提高40 ％，HA晶须具有明显的增韧效果，但其相 对密度随晶须含量的增加而降低。
32
生物医用无机与有机高分子复合材料， 其特点是利用高弹性模量的生物无机材料 增强高分子材料的刚性，并赋予其生物活 性，同时利用高分子材料的可塑性增进生 物无机材料的韧性。这一类材料主要用于 人体硬组织的修复与重建。
33
一、生物无机与高分子复合材料制备成型技术 粒子填充聚合物复合材料制备方法主要有： 机械共混法、聚合填充法、插层法。 纤维增强聚合物复合材料的制备成型方法 主要有手糊成型、注射成型、压制成型、 缠绕成型等。
9
二、复合材料的种类及其性能、特点和 应用 (一) 生物活性陶瓷与生物活性陶瓷复 合材料
1．HA－TCP复合材料 （1）通过调整Ca(OH)2悬浮液和H3PO4溶液中 Ca和P的起始混合比，控制磷酸溶液的滴加 速度、混合液的混合条件、pH值以及搅拌 时间，可制备出具有不同Ca/P比的HA与TCP 的沉淀物，复合沉淀物经热处理和烧结得 到不同HA－TCP质量百分比的复合材料。
TCP-ZrO2复合材料，湿法混合， 80MPa加压成型，并在1400C, 3h 时烧结的抗弯曲强度与ZrO2的含 量的关系
25
3．HA－纳米SiC复合材料 单一纳米SiC复合的HA不易烧结，易开裂， 烧结温度较高时, HA还易分解。 添加烧结助剂MgO, 在同样烧结条件下，观 察到5wt％MgO十5wt％SiC复合的HA陶瓷材 料呈浅绿半透明，抗弯强度达110 MPa，K1C 为2.11MPa· 1/2, 抗压强度7l8MPa，比纯HA m 陶瓷抗弯强度提高1.6倍，K1C提高2倍，抗 压强度提高1.4倍，同生物体硬组织性能相 当。
12
多孔HA陶瓷与33TCP复合材料性能:
多孔HA陶瓷与33TCP 复合材料植入大白兔 肌肉后的质量变化：
13
2. HA-HA晶须复合材料 HA晶须由于具有良好的生物相容性，它既 可作为增强材料，也可作为基体组分，成 为生物医用材料中最有价值的增强材料。 HA晶须增强复合材料的断裂韧性和抗弯强 度也有了明显的改善. HA-HA晶须复合材料制备流程如下：
5
目前常见的生物无机医用复合材料主要有： 生物陶瓷与生物陶瓷复合材料 生物陶瓷与生物玻璃复合材料 生物活性涂层无机复合材料。
6
一、生物无机复合材料成型、制备技术 生物无机复合材料的成型工艺与传统 陶瓷的制备工艺相近，但生物无机复合材 料在成型过程中不使用诸如粘土一类的塑 性原料，常常利用成型辅助剂，如甲基纤 维素、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚乙二 醇、石蜡等辅助复合材料成型。
36
（二）生物活性填料(陶瓷/玻璃)-合成医用高分子 复合材料 目前的研究对象主要有： HA、AW玻璃
陶瓷、生物玻璃等增强高密度聚乙烯(HDPE) 和聚乳酸等高分子化合物
1、聚乳酸基复合材料 聚DI-丙交酯(PDLLA)具有良好的生物相容性和可 降解性，它是一种中等强度的聚合物，已被用作 控制释放药物载体材料和内固定材料。
7
为了获得成型好的复合材料坯体，成型时要 求： (1)坯体系统中，坯料内摩擦力小，具有 良好的流动(流变)性能； (2)原料颗粒有最佳的级配、分布和分散； (3)外加荷载系统可控，保证坯体密度和 较高的强度。
பைடு நூலகம்
8
成型工艺通常按加载方式分为： 模压(干压)、挤压、注射、压注、冷 等静压和热等静压等。 选择的成型方法有： 形状复杂的材料选用流动性好的浇注 法、注射法；体积较大的用挤压、烧 注、塑坯法；精密尺寸的用注射、压注法 等。
的增强相材料固结成一体，并起传递 应力的作用。 增强相起承受应力（结构复合材料） 和显示功能(功能复合材料)的作用。
2
二、生物医用复合材料的分类
1、按基体材料分类，可分为聚合物
基、陶瓷基和金属基复合材料。
2、按组织反应分类，生物惰性、 生物活性、可吸收生物医用复合 材料
SiC颗粒
Al2O3片
增 强 相 三 种 类 型
3、按增强相形状分类，可分为纤
维增强复合材料、粒子增强复合
材料和层状复合材料。
Al2O3纤维
3
三、生物医用复合材料特点 1.比强度、比模量高 2.抗疲劳性能好 3.抗生理腐蚀性好 4.力学相容性能好
4
5.2 生物无机与无机复合材料
生物无机与无机复合材料常以氧化物 陶瓷、非氧化物陶瓷、生物玻璃、生物玻 璃陶瓷、羟基磷灰石、磷酸钙等材料为基 体，以某种结构形式引入颗粒、晶片、晶 须或纤维等增强体材料。通过适当的工艺， 改善或调整原基体材料的性能。
18
（二）生物活性陶瓷－生物玻璃复合
1. HA-生物活性玻璃复合材料 HA是生物活性最好的材料之一，但它与骨质的结 合强度只有45S5生物活性玻璃的70％，而45S5生 物玻璃虽然生物亲和性好、弹性模量低，但抗折 强度小。 为提高生物材料的综合性能，发展了HA－生物 活性玻璃复合材料(Apatite-Bioactive Glass Coposite), 简称ABC复合材料。 HA中加入少量 玻璃粉末，有助于骨组织与HA的结合. 例如，加入45SF1/4玻璃粉末的HA，植入兔骨中8 周后取出，骨质与ABC复合材料之间的剪切破坏 强度达27MPa，比纯HA（23MPa）有明显提高.
30
可将玻璃陶瓷粉与水或含4％的聚乙烯 醇水溶液混合，涂覆ZrO2假体（如下图）， 并在1002～1350℃温度下热处理，制备生 物玻璃陶瓷涂层ZrO2复合材料
31
5.3 生物无机与高分子复合材料
几乎所有的生物体组织都是由两种 或两种以上的材料所构成的，如人体骨 骼和牙齿就是由天然有机高分子构成的 连续相和弥散于其基质中的羟基磷灰石 晶粒复合而成的。生物有机高分子基复 合材料，尤其生物无机与高分子复合材 料的出现和发展，为人工器官和人工修 复材料、骨填充材料开发与应用奠定了 坚实的基础。
19
2．HA—生物玻璃层状复合材料 HA－生物玻璃层状复合材料，以HA为 基体材料，生物玻璃作为弱层材料，使复 合材料中存在弱的界面结合层，当材料受 外力作用时，外层HA陶瓷产生裂纹，层间 弱层材料使裂纹发生偏转并吸收能量，从 而提高复合材料的断裂韧性和使用可靠性。
20
HA纳米晶粒与生物活性 玻璃粉末交替层叠，并 在1000C，30 MPa下保 温30 min，流动氮气保 护，热压烧结，制备出 HA－生物活性玻璃层状 复合材料
第五章 生物医用复合材料
5.1 概述 一、概念 生物医用复合材料(biomedical composite materials)是由两种或 两种以上的不同材料复合而成的生 物医用材料，它主要用于人体组织 的修复、替换和人工器官的制造 .
1
复合材料是多相材料,主要包括基体
相和增强相。
基体相是一种连续相，它把改善性能
22
解决途径： （a）以高强度氧化物陶瓷为基材、掺入羟基 磷灰石等生物活性陶瓷颗粒形成复合陶瓷， 使之在保持氧化物陶瓷优良力学性能的基 础上赋予其生物活性； （b）利用陶瓷补强技术，在生物活性陶瓷基 材中掺入氧化物等颗粒以改善其力学性能。
23
1. HA-ZrO 2复合材料
抗折强度 MPa 50vol%HA- 400 50Vol%( ZrO2-2Y) HA(1200C 烧结) 180
纳米SiC粒子在复合材料中主要分散在基体 HA晶粒内部、起钉扎作用，使裂纹尖端与 纳米SiC粒子相互作用, 导致裂纹偏转, 起 到提高韧性的作用。另外HA品粒内由于纳 米SiC粒子的存在产生亚晶界、也导致材料 强度的进一步提高。
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四、生物活性涂层材料 1．生物活性玻璃涂层Al2O3复合材料 生物活性玻璃是一种良好的生物活性材料， 但机械性能差，因此常常将生物活性玻璃 涂于高强材料如Al2O3 、金属等，以改善其 性能。 1975年Criss等为改善致密Al2O3陶瓷髋关节 植入体的表面活性，在Al2O3陶瓷表面进行 生物玻璃涂层研究。动物实验表明，涂覆 了生物玻璃涂层的Al2O3陶瓷能与骨结合， 而不会生成纤维状膜。
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Kim 等将三种不同热膨胀系数的含氟生物玻璃 (用等离子喷涂法涂于密实Al2O3基体上，并在不 同的温度下进行煅烧，扩散到玻璃涂层中Al2O3含 量与热处理温度关系如下图所示。 •扩散进入玻璃层中的 Al2O3量随SiO2量的减少 而减少，并随热处理温 度呈线性增加，大量 Al2O3进入玻璃层中能 有效地增强生物玻璃与 Al2O3的界面结合 •热处理表面形成硅灰 石，促进HA形成速度。 29
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HA-HA晶须的复合材料断裂韧性、相对密度与晶 须含量的关系 (HA晶须Ca/P＝1.66 , 1100 C, 2h, 30 MPa热压烧结).
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HA晶须增韧复合材料的增韧机理主要 是基体的压应力作用和裂纹的偏转作用。 这是由于HA晶须单晶体沿c轴方向具有较大 的热膨胀系数，复合材料烧结后，HA基体 受压应力作用，而HA晶须受张应力作用。 HA－HA晶须复合材料中残余应力场的存在， 使HA－HA晶须复合材料具有较大的断裂韧 性，同时裂纹的偏转效应对复合材料也起 到增韧作用。
2．生物玻璃陶瓷涂层ZrO2复合材料 除Al2O3外，ZrO2由于具有较高的断裂强度 和韧性以及低的弹性模量而用作外科惰性陶瓷植 人体。但ZrO2陶瓷与组织无界面结合力，只能通 过机械结合的方式与组织结合。而云母－磷灰石 玻璃陶瓷具有可加工性和生物反应活性，能与人 体组织形成界面键合，而且具有较高的长期稳定 性，可作为植入材料，应用于外科手术中。因此 可将生物玻璃陶瓷涂于ZrO2陶瓷，以提高ZrO2假 体与宿主骨的界面结合。
相组成：HA、钠钙硅酸盐和－NaCaPO4。HA层和生 物活性破璃层厚约100 m，层间有明显的反应层( －NaCaPO4,约20 m厚）。 复合材料的断裂方式，由于分层与裂纹偏转，具有 明显的非脆性断裂特征。 21
（三）生物活性陶瓷－生物惰性陶瓷复 合材料
氧化铝、氧化锆等陶瓷材料具有较高的强 度和化学稳定性，但它与生物组织的结合 只是一种机械的锁合。生物活性陶瓷具有 良好的生物相容性，可以与组织形成牢固 的化学键合，但其脆性和低的抗疲劳性能 又限制其使用。
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二、种类、性能、特点与应用
（一）生物活性陶瓷－天然高分子复合材料 1、HA－胶原复合材料 胶原与多孔HA陶瓷复合，其强度比HA陶瓷 提高2~3倍。胶原膜有利于孔隙内新生骨生 长，植入狗的股骨后仅4周，新骨即已充满 所有大的孔隙。 制备方法：1）原位合成； 2）多孔陶瓷浸渍
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2、HA-纤维蛋白粘合剂复合材料 纤维蛋白粘合剂主要由纤维蛋白原和 凝血酶组成，具有良好的生物相容性，完 全的生物降解性，无毒、不影响机体的免 疫系统，对HA的结构无影响。 将HA颗粒加于纤维蛋白网上，控制纤 维蛋白粘合剂成型时间，使其形成一复合 体，并通过调节两者的比例和成分，形成 从软到硬不同强度和形态的复合材料。
K1C MPa.m1/2 2.8~3.0
抗压强度 MPa 1400
弹性模量 MPa 126
1.1
780
107
24
2. TCP-ZrO2复合材料
复合材料的强度直 接与ZrO2的含量有关， TCP-67wt％-Z6Y复合 材料的抗折强度可达 199MPa，比－TCP单 相陶瓷的抗折强度 138MPa高得多。
10
含30％HA和70％TCP的试样在1150 C烧结，其 平均抗弯强度达155MPa，优于纯HA和TCP陶瓷.
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（2）将具有相互连通孔 结构、气孔率达60％ 的多孔HA陶瓷浸泡于 (NH4)2HPO4溶液中，然 后在900C下保温3h的 烧结，制成HA与TCP涂 层复合材料。 复合材料中TCP含量 可通过改变 (NH4)2HPO4溶液的浓 度加以控制。
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HA晶须增韧HA复合材料的增韧效果同材料 的气孔率有关，无压烧结的HA／HA晶须复 合材料由于气孔率较高，HA晶须无明显的 增韧效果。 当含0~30％HA晶须的复合材料的相对密度 可达92.5％~95％(纯HA陶瓷的相对密度可 达97％），复合材料的断裂韧性可提高40 ％，HA晶须具有明显的增韧效果，但其相 对密度随晶须含量的增加而降低。
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生物医用无机与有机高分子复合材料， 其特点是利用高弹性模量的生物无机材料 增强高分子材料的刚性，并赋予其生物活 性，同时利用高分子材料的可塑性增进生 物无机材料的韧性。这一类材料主要用于 人体硬组织的修复与重建。
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一、生物无机与高分子复合材料制备成型技术 粒子填充聚合物复合材料制备方法主要有： 机械共混法、聚合填充法、插层法。 纤维增强聚合物复合材料的制备成型方法 主要有手糊成型、注射成型、压制成型、 缠绕成型等。
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二、复合材料的种类及其性能、特点和 应用 (一) 生物活性陶瓷与生物活性陶瓷复 合材料
1．HA－TCP复合材料 （1）通过调整Ca(OH)2悬浮液和H3PO4溶液中 Ca和P的起始混合比，控制磷酸溶液的滴加 速度、混合液的混合条件、pH值以及搅拌 时间，可制备出具有不同Ca/P比的HA与TCP 的沉淀物，复合沉淀物经热处理和烧结得 到不同HA－TCP质量百分比的复合材料。
TCP-ZrO2复合材料，湿法混合， 80MPa加压成型，并在1400C, 3h 时烧结的抗弯曲强度与ZrO2的含 量的关系
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3．HA－纳米SiC复合材料 单一纳米SiC复合的HA不易烧结，易开裂， 烧结温度较高时, HA还易分解。 添加烧结助剂MgO, 在同样烧结条件下，观 察到5wt％MgO十5wt％SiC复合的HA陶瓷材 料呈浅绿半透明，抗弯强度达110 MPa，K1C 为2.11MPa· 1/2, 抗压强度7l8MPa，比纯HA m 陶瓷抗弯强度提高1.6倍，K1C提高2倍，抗 压强度提高1.4倍，同生物体硬组织性能相 当。
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多孔HA陶瓷与33TCP复合材料性能:
多孔HA陶瓷与33TCP 复合材料植入大白兔 肌肉后的质量变化：
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2. HA-HA晶须复合材料 HA晶须由于具有良好的生物相容性，它既 可作为增强材料，也可作为基体组分，成 为生物医用材料中最有价值的增强材料。 HA晶须增强复合材料的断裂韧性和抗弯强 度也有了明显的改善. HA-HA晶须复合材料制备流程如下：
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目前常见的生物无机医用复合材料主要有： 生物陶瓷与生物陶瓷复合材料 生物陶瓷与生物玻璃复合材料 生物活性涂层无机复合材料。
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一、生物无机复合材料成型、制备技术 生物无机复合材料的成型工艺与传统 陶瓷的制备工艺相近，但生物无机复合材 料在成型过程中不使用诸如粘土一类的塑 性原料，常常利用成型辅助剂，如甲基纤 维素、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚乙二 醇、石蜡等辅助复合材料成型。
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（二）生物活性填料(陶瓷/玻璃)-合成医用高分子 复合材料 目前的研究对象主要有： HA、AW玻璃
陶瓷、生物玻璃等增强高密度聚乙烯(HDPE) 和聚乳酸等高分子化合物
1、聚乳酸基复合材料 聚DI-丙交酯(PDLLA)具有良好的生物相容性和可 降解性，它是一种中等强度的聚合物，已被用作 控制释放药物载体材料和内固定材料。
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为了获得成型好的复合材料坯体，成型时要 求： (1)坯体系统中，坯料内摩擦力小，具有 良好的流动(流变)性能； (2)原料颗粒有最佳的级配、分布和分散； (3)外加荷载系统可控，保证坯体密度和 较高的强度。
பைடு நூலகம்
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成型工艺通常按加载方式分为： 模压(干压)、挤压、注射、压注、冷 等静压和热等静压等。 选择的成型方法有： 形状复杂的材料选用流动性好的浇注 法、注射法；体积较大的用挤压、烧 注、塑坯法；精密尺寸的用注射、压注法 等。
的增强相材料固结成一体，并起传递 应力的作用。 增强相起承受应力（结构复合材料） 和显示功能(功能复合材料)的作用。
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二、生物医用复合材料的分类
1、按基体材料分类，可分为聚合物
基、陶瓷基和金属基复合材料。
2、按组织反应分类，生物惰性、 生物活性、可吸收生物医用复合 材料
SiC颗粒
Al2O3片
增 强 相 三 种 类 型
3、按增强相形状分类，可分为纤
维增强复合材料、粒子增强复合
材料和层状复合材料。
Al2O3纤维
3
三、生物医用复合材料特点 1.比强度、比模量高 2.抗疲劳性能好 3.抗生理腐蚀性好 4.力学相容性能好
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5.2 生物无机与无机复合材料
生物无机与无机复合材料常以氧化物 陶瓷、非氧化物陶瓷、生物玻璃、生物玻 璃陶瓷、羟基磷灰石、磷酸钙等材料为基 体，以某种结构形式引入颗粒、晶片、晶 须或纤维等增强体材料。通过适当的工艺， 改善或调整原基体材料的性能。
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（二）生物活性陶瓷－生物玻璃复合
1. HA-生物活性玻璃复合材料 HA是生物活性最好的材料之一，但它与骨质的结 合强度只有45S5生物活性玻璃的70％，而45S5生 物玻璃虽然生物亲和性好、弹性模量低，但抗折 强度小。 为提高生物材料的综合性能，发展了HA－生物 活性玻璃复合材料(Apatite-Bioactive Glass Coposite), 简称ABC复合材料。 HA中加入少量 玻璃粉末，有助于骨组织与HA的结合. 例如，加入45SF1/4玻璃粉末的HA，植入兔骨中8 周后取出，骨质与ABC复合材料之间的剪切破坏 强度达27MPa，比纯HA（23MPa）有明显提高.
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可将玻璃陶瓷粉与水或含4％的聚乙烯 醇水溶液混合，涂覆ZrO2假体（如下图）， 并在1002～1350℃温度下热处理，制备生 物玻璃陶瓷涂层ZrO2复合材料
31
5.3 生物无机与高分子复合材料
几乎所有的生物体组织都是由两种 或两种以上的材料所构成的，如人体骨 骼和牙齿就是由天然有机高分子构成的 连续相和弥散于其基质中的羟基磷灰石 晶粒复合而成的。生物有机高分子基复 合材料，尤其生物无机与高分子复合材 料的出现和发展，为人工器官和人工修 复材料、骨填充材料开发与应用奠定了 坚实的基础。
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2．HA—生物玻璃层状复合材料 HA－生物玻璃层状复合材料，以HA为 基体材料，生物玻璃作为弱层材料，使复 合材料中存在弱的界面结合层，当材料受 外力作用时，外层HA陶瓷产生裂纹，层间 弱层材料使裂纹发生偏转并吸收能量，从 而提高复合材料的断裂韧性和使用可靠性。
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HA纳米晶粒与生物活性 玻璃粉末交替层叠，并 在1000C，30 MPa下保 温30 min，流动氮气保 护，热压烧结，制备出 HA－生物活性玻璃层状 复合材料
第五章 生物医用复合材料
5.1 概述 一、概念 生物医用复合材料(biomedical composite materials)是由两种或 两种以上的不同材料复合而成的生 物医用材料，它主要用于人体组织 的修复、替换和人工器官的制造 .
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复合材料是多相材料,主要包括基体
相和增强相。
基体相是一种连续相，它把改善性能
22
解决途径： （a）以高强度氧化物陶瓷为基材、掺入羟基 磷灰石等生物活性陶瓷颗粒形成复合陶瓷， 使之在保持氧化物陶瓷优良力学性能的基 础上赋予其生物活性； （b）利用陶瓷补强技术，在生物活性陶瓷基 材中掺入氧化物等颗粒以改善其力学性能。
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1. HA-ZrO 2复合材料
抗折强度 MPa 50vol%HA- 400 50Vol%( ZrO2-2Y) HA(1200C 烧结) 180