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生物活性骨水泥是非常重要的骨修复材料,其研究已引起了国内外的关注。
本实验所研究的骨水泥是由CaO-SiO2-P2O5系统的生物活性玻璃粉末与
磷酸铵调和液均匀混合而得到的玻璃基生物活性骨水泥。本实验主要探索了玻璃
基水泥三个方面的工作:一是,通过对玻璃基骨水泥晶相的测试和显微结构的观
察来讨论其生物活性的机理,并通过细胞毒性实验和动物实验探讨了玻璃基生物
骨水泥的生物相容性。结果表明,通过一定时间的浸泡,在玻璃基骨水泥中所形
成的晶相为类骨状碳酸磷灰石,这使得玻璃基骨水泥具有良好的生物活性;细胞
实验和动物实验的结果表明,玻璃基骨水泥既无急毒性,又无长期毒性,是一种
具有良好的生物相容性的骨修复材料。
其次,实验通过晶相的分析和显微结构的观察,研究了纳米羟基磷灰石晶体
含量对玻璃基骨水泥性能的影响,并测试了其质量百分含量分别为1、3、5、7、
10%时的力学性能。结果表明,一定含量的纳米羟基磷灰石不会对骨水泥反应产
物造成影响,但是会影响其力学性能。在纳米羟基磷灰石掺入量为5%时,其对
玻璃基骨水泥力学性能的改善最为显著。
最后,实验中尝试了一种了多孔玻璃基生物骨水泥的制备方法。此种多孔玻
璃基生物骨水泥由生物活性玻璃粉末和β-磷酸三钙组成。β-磷酸三钙分别以
10%、20%和30%的质量百分比加入玻璃粉末中,制成柱状试样,并进行了力学
性能和气孔率的测试。力学强度测试结果表明,该多孔骨水泥具有一定的力学性
能,但与天然骨仍有较大差距;孔隙率结果表明,多孔骨水泥具有一定的气孔率
且孔的尺寸较小。在综合考虑力学强度和气孔率的条件下,β-磷酸三钙质量百
分含量为20%的多孔骨水泥具有较好的实用性。
综合以上看见,玻璃基骨水泥具有良好的力学和生物学性能;通过掺入纳米
羟基磷灰石和β-磷酸三钙可以制备得具有较好性能的玻璃基骨水泥复合物。
关键字:玻璃基骨水泥;纳米羟基磷灰石;β-磷酸三钙;生物活性;力学性能;气孔率