第三章功能玻璃讲课.ppt

* 三、生物玻璃的制备 　　多数玻璃都含有CaO和P2O5，从熔制玻璃的技术角度来讲，一般P2O5组分都以磷酸盐作为原料引入，以免因P2O5的大量挥发而使玻璃组成难以控制。通常，作为生物玻璃的原料，要求其纯度有保证，不能含有超过限量或未知的对生物体有害的成分。 * 　　理论研究发现，当生物玻璃浸在类人体溶液中时，将在表面建立起双电层和负的Zeta电势，从而诱导含碳的羟基磷灰石在生物玻璃表面的沉积和结晶。 　　而羟基磷灰石是被公认在与硬或软体组织连接中起关键作用的物质。 * 　　除溶液实验外，生物玻璃在动物移植实验中发现了与硬或软组织的有机联结。 　　基于这些研究成果，已有生物玻璃制品出现在市场上。 * 　　但是，生物玻璃能否在世界广泛的应用，能否给人类医疗健康带来突破性进展，将取决于科学研究对无机材料怎样与有机体相联结的进一步了解，以及更为广泛地积累动物和人体的实验数据。 * 一、生物玻璃材料的种类 　　生物玻璃材料大致可分为两大类：　　一类是非活性的或近似惰性的； 　　另一类则是生物活性的。 * 1．非活性生物玻璃 　　　　　(1)　人工骨用生物玻璃 　　　　　(2)　治疗用生物玻璃 　　　　　(3)　人工齿冠用生物微晶玻璃 * (1)　人工骨用生物玻璃 　　在生物材料中也有优异的新玻璃。 　　例如，微晶玻璃材料MgO--Al2O3--TiO2--SiO2--CaF2 。 * 　　微晶玻璃材料MgO--Al2O3--TiO2--SiO2--CaF2具有好的耐酸碱腐蚀性，高的抗折、抗压强度，良好的耐磨性能，可以作为与骨头直接相连的高强度材料。 * (2)治疗用生物玻璃 　　近年来，插入生物体内起治疗癌症作用的生物玻璃发展很决，已进入临床试验。 　　这类玻璃主要有两种体系，并且这两种生物玻璃具有生物相容性，在体内是稳定无害的。 * 　　一种是以含有Fe2O3、A12O3、Li2O等成分的有较强磁性的磷酸盐微晶玻璃。 　　将其埋入肿瘤部位附近，当把该部位置于交流磁场下时，材料由于磁滞损耗而发热，于42--45℃杀死癌细胞。 * 　　另一种是以Y2O3-Al2O3--SiO2系统玻璃为代表的玻璃。 　　这种生物玻璃经中子线照射，把玻璃中的钇变成半衰期为64 h 的 ? 射线，将其植入肿瘤部位附近，? 射线可杀死癌细胞。　　 * (3)　人工齿冠用生物微晶玻璃 　　这类玻璃具有可铸造、可切削研磨加工；审美性高；强度高；导热系数低，对齿髓温度刺激性小；生物相容性好；与天然齿类似，可透过X射线；不溶出对人体有害离子等一系列优点。 * 　　根据玻璃中析出晶相的成分，人工齿冠用生物微晶玻璃又可分为SiO2系的云母系及CaO--P2O5系的磷酸钙或磷灰石系。 * 　　①组成( 质量分数, ％ )为61SiO2、14K2O、12MgO、8MgF、5ZrO2的DICOR玻璃，经微晶化后得有55％(体积分数)的云母相析出，是SiO2系玻璃代表。 * ②组成( 质量分数, ％ )为50SiO2.10Al2O3.10P2O5.20CaO.10MgO的Bioramic微晶玻璃，有30％--40％(体积分数)的磷灰石、三磷酸钙和透辉石析出。 * 2．活性生物玻璃 (1)Na2O--CaO—SiO2—P2O5系统生物玻璃 (2)Na2O—K2O—MgO—CaO—SiO2—P2O5系统生物微晶玻璃 (3)MgO--CaO--SiO2--P2O5系统生物微晶玻璃 (4)Na2O--K2O—MgO--CaO--Al2O3--SiO2--P2O5系统金云母生物微晶玻璃 * 　　(1)Na2O--CaO—SiO2—P2O5系统生物玻璃 　　代表组成是(质量分数, ％)：45SiO2、24.5Na2O、24.5CaO、6P2O5(牌号为45S5)，这种玻璃埋入骨的缺损部，30天内玻璃与骨形成牢固的化学结合，表明它具有生物活性。 * 　　这种生物玻璃的抗折强度只有70--80MPa，不能用于强度高的人工骨和关节。但它可埋在拔牙后的齿槽骨内，也可用作中耳的锤骨等。 * (2)Na2O--K2O—MgO—CaO--SiO2--P2O5系统生物微晶玻璃 　　代表组成是(质量分数,％)：4.8Na2O、0.4K2O、2.9MgO、34.0CaO、46.2SiO2、11.7P2O5。 　　这种玻璃在模拟体液中的离子释放水平比生物玻璃低得多(几分之一)，具有更好的稳定性。 * 　　它能和骨组织产生牢固的化学结合。这种玻璃抗折强度可达147 MPa，抗压强度为490 MPa，可用作人工齿根和腭骨。 * (3)MgO--CaO--SiO2--P2O5系统生物微晶玻璃 　　具有代表性的是A-W微晶玻璃(质量分数,％)：4.6MgO