生物医用陶瓷材料发展现状概况
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羟基磷灰石（hydroxyapatite,简称HAP） 分子式是Ca10(PO4)6(OH)2 体积质量为3.16g/cm3，性脆 微溶于水，水溶液呈弱碱性pH(7-9）,易溶于酸， 难溶于碱 HAP是强离子交换剂 HAP是人体骨和牙齿的重要组成部分，人骨成 份中HAP的质量分数约为65%，人的牙齿釉质 中HAP的质量分数刚在95%以上，具有优秀的 生物相容性
生物陶瓷材料的发展趋势
生物陶瓷材料的分类
活性
生物活性陶瓷材料
羟基磷酸钙、磷酸钙骨水泥（CPC）、磁性 材料、生物活性玻璃等
生物惰性陶瓷——非氧化铝陶瓷
非氧化物陶 瓷材料举例
SiC材料，硬度 高，强度大，导 热导电性好，是 耐磨，耐腐蚀性 材料
Si3N4材料，可 代替氧化锆作关 节置换假体，比 氧化锆有更好的 使用寿命
生物陶瓷材料分类——可吸收生物陶瓷材料
可吸收生物陶瓷在生物体内，被体液溶解吸 收或被代谢系统排出体外，最终使缺损的部 位完全被新生的骨组织取代
主要以 β - 磷酸三钙（ β -TCP ）及硫酸钙生物 陶瓷为代表
生物陶瓷材料分类——可吸收生物陶瓷材料
在生理环境下，致密的 β -TCP 可保持 稳定，而多孔形的 β -TCP 则发生生物 降解和吸收，并被新骨逐步取代
发展趋势
金属表面 涂层
骨组织 工程
β -TCP 具有较好的生物相容性 , 植入体 内后血液中的钙磷比保持正常，无明 显毒性反应和副作用
生物陶瓷材料分类——可吸收生物陶瓷材料
可吸收生物陶瓷植入体后的降解过程
材料先被体液溶解和组织吸收，解体成小颗粒，然后这些 小颗粒不断被吞噬细胞所吞噬 具体机制如下：
1
生物化学溶解 是一种体液介导过程， 溶解速率决定于多种因 素，包括周围体液成份 和pH值，材料的比表面 积，材料的相组成和结 构，材料的结晶度和杂 质的种类及含量以及材 料的溶度积等
2
物理解体 体液侵入陶瓷，导致烧 结不完全而残留的微孔， 使连接晶粒的“细颈” 溶解，从而解体为微粒 的过程
3Байду номын сангаас
生物因素 主要是细胞介导过程， 如吞噬或迁移被解体的 陶瓷微粒 .
生物陶瓷材料的应用例子
氧化铝陶瓷
HAP
双相生物陶瓷
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生物陶瓷材料的发展趋势
多孔 复合
生物医用陶瓷材料
主讲： 2015.3.12
生物陶瓷在人体上的某些应用
生物玻璃： 耳小骨 高致密HA： 额面骨缺损修复 氧化铝、氧化锆陶瓷 牙根
氧化铝、氧化锆陶瓷 关节
氧化锆： 心脏瓣膜
氧化铝、氧化锆陶瓷： 人工骨
内容概要：
1 2 3 4
生物医用陶瓷材料的要求与条件
生物陶瓷材料的分类 生物陶瓷材料的应用例子
四元组成
A-W 玻璃
较高的力学强度
“生物活性”材 料是一种在材料 与组织界面诱发 特异性化学反应 并形成材料-组 织牢固键合的材 料
Hench LL. Annals of New York Acad Sci: N e w Y o r k . 1988;523:54-65
弹性模量高，降解性差
活性陶瓷材料——羟基磷灰石
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生物陶瓷分类——惰性生物陶瓷
氧化铝陶瓷 氧化锆陶瓷
惰性生物 陶瓷材料
氧化镁、氧化锆混合氧化陶瓷 非氧化物陶瓷 陶材
生物陶瓷材料分类——活性陶瓷材料
羟基磷灰石
生物活性玻璃 磷酸钙
磁性材料
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生物活性陶瓷——生物活性玻璃
CaO-SiO2-P2O5-MgO
生物陶瓷材料的发展趋势
生物陶瓷材料的分类
活性
生物活性陶瓷材料
羟基磷酸钙、磷酸钙骨水泥（CPC）、磁性 材料、生物活性玻璃等
生物惰性陶瓷——非氧化铝陶瓷
非氧化物陶 瓷材料举例
SiC材料，硬度 高，强度大，导 热导电性好，是 耐磨，耐腐蚀性 材料
Si3N4材料，可 代替氧化锆作关 节置换假体，比 氧化锆有更好的 使用寿命
生物陶瓷材料分类——可吸收生物陶瓷材料
可吸收生物陶瓷在生物体内，被体液溶解吸 收或被代谢系统排出体外，最终使缺损的部 位完全被新生的骨组织取代
主要以 β - 磷酸三钙（ β -TCP ）及硫酸钙生物 陶瓷为代表
生物陶瓷材料分类——可吸收生物陶瓷材料
在生理环境下，致密的 β -TCP 可保持 稳定，而多孔形的 β -TCP 则发生生物 降解和吸收，并被新骨逐步取代
发展趋势
金属表面 涂层
骨组织 工程
β -TCP 具有较好的生物相容性 , 植入体 内后血液中的钙磷比保持正常，无明 显毒性反应和副作用
生物陶瓷材料分类——可吸收生物陶瓷材料
可吸收生物陶瓷植入体后的降解过程
材料先被体液溶解和组织吸收，解体成小颗粒，然后这些 小颗粒不断被吞噬细胞所吞噬 具体机制如下：
1
生物化学溶解 是一种体液介导过程， 溶解速率决定于多种因 素，包括周围体液成份 和pH值，材料的比表面 积，材料的相组成和结 构，材料的结晶度和杂 质的种类及含量以及材 料的溶度积等
2
物理解体 体液侵入陶瓷，导致烧 结不完全而残留的微孔， 使连接晶粒的“细颈” 溶解，从而解体为微粒 的过程
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生物因素 主要是细胞介导过程， 如吞噬或迁移被解体的 陶瓷微粒 .
生物陶瓷材料的应用例子
氧化铝陶瓷
HAP
双相生物陶瓷
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生物陶瓷材料的发展趋势
多孔 复合
生物医用陶瓷材料
主讲： 2015.3.12
生物陶瓷在人体上的某些应用
生物玻璃： 耳小骨 高致密HA： 额面骨缺损修复 氧化铝、氧化锆陶瓷 牙根
氧化铝、氧化锆陶瓷 关节
氧化锆： 心脏瓣膜
氧化铝、氧化锆陶瓷： 人工骨
内容概要：
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生物医用陶瓷材料的要求与条件
生物陶瓷材料的分类 生物陶瓷材料的应用例子
四元组成
A-W 玻璃
较高的力学强度
“生物活性”材 料是一种在材料 与组织界面诱发 特异性化学反应 并形成材料-组 织牢固键合的材 料
Hench LL. Annals of New York Acad Sci: N e w Y o r k . 1988;523:54-65
弹性模量高，降解性差
活性陶瓷材料——羟基磷灰石
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生物陶瓷分类——惰性生物陶瓷
氧化铝陶瓷 氧化锆陶瓷
惰性生物 陶瓷材料
氧化镁、氧化锆混合氧化陶瓷 非氧化物陶瓷 陶材
生物陶瓷材料分类——活性陶瓷材料
羟基磷灰石
生物活性玻璃 磷酸钙
磁性材料
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生物活性陶瓷——生物活性玻璃
CaO-SiO2-P2O5-MgO