一种新型三元体系磷酸钙骨水泥的制备与性能优化.pdfVIP

顾 涛 等：一种新型三元体系磷酸钙骨水泥的制备与性能优化 一 种新型三元体系磷酸钙骨水泥的制备与性能优化 顾 涛 ，石海山 ，叶建东 。 (1．华南理工大学 材料科学与工程学院，广东 广州 510641； 2．华南理工大学 特种功能材料教育部重点实验室 ，广东 广州 510641) 摘 要 ： 制备 了一种新型磷酸氢钙一部分结晶磷酸 成三元体系 ，并利用新体系中TTCP相对较慢水化效 钙一磷酸四钙三元体系骨水泥，采用正交试验优化骨水 应 ，提高材料水化后期强度 ，构建一种新型磷酸钙骨水 泥组分 以提 高材料 的性能。通过力 学性能测试、X射 泥。通过正交试验测定材料 的抗压强度来优化 PCCP— 线衍射分析 、扫描 电镜观察以及反应过程水化放热测 DCPA—TTCP三元体系最优化配方 ，并在此基础上研 定，对比研究 了所制备的三元体 系骨水泥材料 的水化 究了骨水泥水化硬化过程 中凝结时间、物相组成 、反应 过程和物相组成 。结果表明所添加活性磷酸四钙参与 放热和材料形貌等与 TTCP加入量的关系。 水化反应较慢 ，延长 了骨水泥的凝结时间，拓展 了后期 水化效应 ，使得反应后期水化进程得 以延续 ，硬化体更 2 实 验 加密实，孔 隙率降低 ，抗压强度增加 50 ；同时反应放 2．1 材料制备 热峰值显著 降低 40 ，水化过程 总放热量基本 不 变， 磷酸钙骨水泥粉体包括DCPA(粒径分布为0．2～ 有利于骨水泥在临床应用。 30z／m，中位粒径 2．7~／m)，PCCP(粒径分布为 3～100 关键词 ： 磷酸钙骨水泥 ；正交试验 ；水化放热 ；抗压强 m，中位粒径 36．5,／m)和 TTCP(粒径分布为 5～ 度 100~m，中位粒径 21．2m)。其 中PCCP采用湿化学 中图分类号 ： TB332 文献标识码 ：A 法合成，通过热处理和球磨等后期处理而得Ⅲ ；TTCP 文章编号 ：1OO1—9731(2Ol1)1l一193l—O5 采用 固相反应法，将等摩尔的二水磷酸氢钙 (CaHPO 1 引 言 · 2H O)与 CaCO。充分混合后在 1500。C煅烧 4h，经 磷酸钙骨水泥 (calcium phosphatecement，CPC) 球磨后制得。以上所用化学原料皆为分析纯 (上海试 是一种 自固化型非陶瓷羟基磷灰石类人工骨材料 。因 四赫维化工有限公司)。 其具有 良好的生物相容性、可临时塑形性 、可降解活性 2．2 正交试验设计 以及成骨活性等特点，可用作骨组织缺损 的填充和修 作者所在课题组前期研发 了一种新型 PCCP—DC— 补，是 目前唯一既能 自行固化又能产生骨传导效应的 PA体系磷酸钙骨水泥 引，两组分质量 比为 1：1， 骨修复材料u j。 基于组分掺量和反应液对骨水泥强度 的影响，本文 以 CPC是 由固相和液相组成的复合体系，固相成分 PCCP和 TTCP分别 占总质量百分 比(质量分数 ， ) 一 般是 由两种磷酸钙盐组成 。研究人员已研发出多种 以及液 固比 (L／P)作为考察 因素。在三元体系 中， 骨水泥体系，主要有磷酸四钙 (TTcP)一磷酸氢钙 (DC—