生物玻璃强度性质的改进方法.pdfVIP

№. 1 　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　陕西科技大学学报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　Feb . 2004 　　　　　　J OU RNAL OF SHAAN XI UN IV ERSI T Y OF SCIEN CE TECHNOL O GY 　　　　　　　Vol . 22 ·44 · ( ) 　文章编号 :1000 - 5811 2004 0 1 - 0044 - 05 生物玻璃强度性质的改进方法 1 2 刘守华 ,沈健 ( 1 陕西科技大学材料科学与工程学院 ,陕西 咸阳　7 12081 ;2 中国科学院上海光学精密机械研究所 ,上海 　20 1800) 摘 　要 :生物玻璃作为生物材料具有金属材料和有机材料无法比拟的优点 ,但是同时又存在诸 如脆性大 、抗弯强度不足等严重缺陷。本文就生物玻璃存在的不足主要从调节玻璃组分 、改善 玻璃制备工艺以及采用多种材料复合等方面阐述了提高生物玻璃某些性能的途径 。 关键词 :生物玻璃 ;玻璃组分 ;制备工艺 ;复合材料 中图分类号 : TQ 17 173 + 9 　　　文献标识码 :A 0 　引言 生物玻璃是一种生物活性材料 ,它具有金属材料以及有机材料无法比拟的优点 ,如生物相容性好 ,无 毒副作用 ,可与骨骼形成骨性键合 ,并且耐化学腐蚀等 ,但是其同样也存在致命的不足之处 ,如脆性大 ,尤 其是抗弯强度不足 ,从而严重限制了这类材料的使用范围。因此 ,如何弥补这些不足 ,更好地开发利用这 类材料便成为各国材料工作者研究的重点 。过去研究者在生物材料的组成 、工艺方面作了很多工作并取 得了一系列的进展 ,但都没有从根本上解决材料抗折强度不高的问题 。近年来通过对不同种材料复合来 达到增韧补强的目的已成为国内外研究的趋势 。 1 　改善生物玻璃性能的途径 根据材料组成 - 结构 - 性质三者之间的关系 ,可以从以下 3 个方面入手 , 以达到改善生物玻璃各相性 能的目的。 11 　调节玻璃组成 玻璃化学组分多 ,组成复杂 ,因而通过适当调整玻璃组成 ,可获得特定的结构 ,从而显著改善玻璃的性 质 ,在生物玻璃中调整玻璃组成要注意以保证玻璃的生物活性为前提 。 ( 1) Si 含量 : 由于 Si 以[ SiO4 ]形式构成网络结构 ,所以适当提高 SiO2 的含量 ,可以提高玻璃的网络结 构 ,相对磷酸盐生物玻璃而言 ,可以提高玻璃强度 、密度 ,提高玻璃的抗水性 ,在一定程度上还可以提高玻 璃的耐腐蚀性 。然而根据 Ogion [ 1 ] 的观点 ,为了产生富钙磷的表面 ,SiO2 的含量不能超过 60mol % ,因而通 过提高 Si 含量来提高玻璃强度的办法调整范围是有限的。近来通过制备工艺的改进 ,可以使 Si 含量相对 提高 ,如采用溶胶凝胶法 。 (2) F 含量 :玻璃中加入适量的 F ,通过在适当温度下保温 ,可以生成氟金云母相 ,云母的层状结构可 以改善玻璃的可加工性能 。生物玻璃的体外试验表明[2 ] ,F 能促进较稳定的 HA 溶液中 HA 晶体的沉积 , 另有研究表明用 CaF2 代替 CaO 可获得更牢固的界面结合 ,但是 F 过高会使骨正常吸收及重建停止 。 ( ) ( ) Rohlm 1937 提出 ,正常骨 干灰 含 F 量平均为 009 % 。目前对骨产生危害的精确的 F 含量还不是很清 收稿 日期 :2003 - 09 - 04 ( ) 作者简介 :刘守华 1980 - ,女 , 山东省枣庄市人 ,在读硕士生 ,研究方向:生物玻璃 第 1 期 刘守华等 :生物玻璃强度性质的改进方法 ·45 · 楚 。 (3) Ca ,P 含量 :羟基磷灰石是人体骨中的主要活性成分 ,因而生物玻璃在水解过程中生成 HA 的能力 便成为衡量其生物活性的一个重要标志 。玻璃中 Ca 和 P 含量越多 ,其水解能力越