α-磷酸三钙骨水泥自固化制备多孔磷酸钙复相陶瓷

以聚氨酯泡沫为多孔模板,α-磷酸钙骨水泥为浆料体系,将浸渍法和骨水泥自固化特性相结合,制备大孔尺寸为200～400 μm、贯穿式微孔尺寸约为1μm的多孔磷酸钙复相陶瓷支架.研究了分散剂聚丙烯酸钠对羟基磷灰石成核、生长的影响,以及烧成温度与相组成的相关性.结果表明:浆料中分散剂聚丙烯酸钠对羟基磷灰石的成核有明显抑制作用;骨水泥水化反应过程中生成的针状、片状羟基磷灰石通过交联形成微孔结构,可避免干燥时裂纹的产生;经1 200℃烧结的多孔陶瓷支架由羟基磷灰石、β-磷酸三钙和少量未水化完全的α-磷酸三钙组成.     

骨水泥自固化法制备磷酸钙多孔材料

在α-TCP(tricalcium phosphate,磷酸三钙)骨水泥中加入生物明胶,通过明胶在骨水泥自固化反应过程中的溶胀行为,可制备含200～400μm大孔和贯穿式微孔的多孔磷酸钙生物材料。实验表明：骨水泥水化反应初期,体系为弱酸性,α-TCP向羟基磷灰石快速转化,使骨水泥获得较高的结合强度;而此阶段明胶溶胀度最小,产生的溶胀力较小,明胶微球成孔空间被保留在骨水泥基体中。随着水化反应的进行,骨水泥的结合强度不断提高,从而抑制明胶溶胀度的进一步增加,继续保留明胶微球成孔空间。水化后,将含明胶微球的骨水泥浸入50℃的水溶液中,明胶微球溶解,即由凝胶态转化为溶胶态,从而获得非烧结多孔磷酸钙材料。     

硅磷酸钙骨水泥固化性质及生物降解性

共沉淀反应法制备硅酸三钙(C3S),研究了含硅酸三钙(C3S)的磷酸钙系(磷酸四钙+磷酸氢钙)骨水泥(CPC)材料的固化性质和在模拟体液(SBF)中浸泡后材料降解性。与CPC骨水泥相比,复合C3S骨水泥的固化时间延长,一定量的C3S可提高CPC的抗压强度。在模拟体液浸泡设定时间后,含C3S骨水泥降解率明显增加。含C3S的骨水泥水化反应产物有缺钙型羟基磷灰石(CDHA)相生成,因此有良好的生物相容性,有可能作为一种可降解的骨组织再生材料使用。     

高性能化磷酸钙骨水泥的研究进展

磷酸钙骨水泥（CPC）作为一种新型的自固化型骨修复材料,因其具有良好的生物相容性、骨传导性、可降解性及可塑性等优点,受到了国内外众多学者的广泛关注,具有广阔的应用前景。本文从磷酸钙骨水泥高性能化着手,综述了CPC的复合物及其外添加剂的研究成果,并对新型CPC的研制进展做了介绍。     

骨水泥及磷酸钙生物活性骨水泥

聚甲茯丙烯酸甲酯骨水泥作为骨修复材料在骨修理和硬组织置换中发挥着重要作用。由于其自身泊某些缺点,用新型骨修复材料取代聚甲基烯酸甲酯已成为必须,并取得了很大进展。磷酸钙骨水泥高的生物相容性和易于塑型的特点使其成为研究热点。本文综述了聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥及新型骨水泥,特别是磷酸钙生物活性骨水泥的研究进展。     

磷酸钙骨水泥复合材料研究进展

磷酸钙骨水泥以其良好的生物相容性、骨传导性被作为重要的骨修复材料。但其存在固化时间较长、机械性能不足和低塑性等缺点,使其应用受到限制,故需对其进行提高性能研究。本文就近年来磷酸钙骨水泥复合改性的研究做一综述,随着对其改性研究的深入,其性能不断得到提高。     

自硬化磷酸钙骨水泥的微结构分析

应用SEM研究了磷酸四钙(TTCP)和无水磷酸氢钙(DCPA)组成的磷酸钙骨水泥(CPC)体系水化过程中浆体的微结构.结果表明:完全硬化的CPC由纳米级针状羟基磷灰石微晶组成,微晶与人体骨有类似的低结晶度和结构特性.CPC产物结晶形态与Ca与P摩尔比有关,Ca与P摩尔比减小,CPC水化产物的轴比增大而形态较细长.     

磷酸钙骨水泥/明胶微球复合支架的力学性能

选用α-磷酸三钙(tricalcium phosphate,TCP)系磷酸钙骨水泥(calcium phosphate based cements,CPC)和明胶微球(gelatin microspheres,GMS)复合体系,制备了仿生CPC/GMS多孔支架。比较了戊二醛交联对GMS溶胀度的影响,并考察了支架在模拟体液中降解引起的抗压强度变化。用扫描电镜、X射线衍射分析了支架不同降解时期的表面形貌和晶相组成。结果表明:GMS降解后可获得水化产物羟基磷灰石,具有贯通性通孔,孔径范围在100～500μm之间的多孔骨水泥支架;明胶的加入对骨水泥水化过程有促进作用;随GMS加入量的增加,支架的孔隙率从37%增大到84%,其相应抗压强度由28.7MPa逐渐降到2.5MPa。     

明胶对多孔磷酸钙骨水泥结构及性能的影响

采用高温固相烧结法,在1250℃烧结并保温2h后迅速冷却得到斜方相磷酸钙骨水泥(calcium phosphate cement,CPC)粉体.向CPC粉体中加入不同含量、粒径不等的明胶颗粒得到多孔材料.考察了多孔材料的微观结构、力学性能和气孔率的变化,并分析明胶的成孔机制.结果表明:在CPC粉体中添加明胶后,随着明胶含量的增加,CPC水化体的气孔率逐渐增大,力学性能逐渐降低且粒径较大明胶颗粒的影响更为明显.CPC水化产物中孔隙周围结晶形态有明显变化,加入明胶之前为针状晶体;加入明胶之后为片状晶体.明胶大分子在羟基磷灰石生成过程中起固定作用,水化后溶于水,明胶微球原本占据的空间将被保留从而形成大孔.     

磷酸钙骨水泥的合成与改进

利用沉淀法,以碳酸钙和磷酸为原料,合成出了粒径小,分布均匀的磷酸钙粉末。进一步探讨了pH值对合成产率的影响。结果表明,在pH=6～7的中性环境中更有利于磷酸钙的合成,磷酸钙骨水泥的速凝调和液选取磷酸二氢钠,获得了很好的快速凝固效果。对合成粉末进行X射线衍射并对凝固后的骨水泥进行显微硬度测量,证实了粉末具有较高的纯度且凝固成品硬度符合使用要求。     

层状结构磷酸钙骨水泥组织工程支架材料的制备与表征

采用可溶粒子造孔法结合冷等静压成型技术,模拟扁骨的结构,制备了一种新型层状结构的多孔磷酸钙骨水泥组织工程支架材料,并用XRD和SEM等手段对其组成和结构进行了表征,用万能材料试验机测定了支架的抗压强度.结果表明,材料由致密层和多孔层构成,具有与扁骨类似的结构.其中致密层起到了增强作用,可以显著提高支架的强度.支架多孔层的孔隙率(77.26±1.99)%,孔隙直径在100～400 μm,决定于可溶盐晶粒的大小;致密层的孔隙率(20.78±0.56)%,主要是磷酸钙骨水泥固化过程中产生的微孔.     

Mechanical and Biological Performance of Calcium Phosphate Coatings on Porous Bone Scaffold

Composite coatings, consisting of calcium phosphate (CaP) ceramics and phosphate-based glass (P-glass), were obtained on a strong ZrO₂ porous scaffold to improve biocompatibility by combining mechanical properties and biological activity. Powder mixtures of hydroxyapatite (HA) and P-glass in varying composition and content were dip-coated on a ZrO₂ porous scaffold and heat-treated above 800°C for 2 h in air. During thermal treatment, substantial reaction and crystallization occurred, resulting in coating phases of HA, tricalcium phosphate (TCP), dicalcium phosphate (DCP), and surrounding glass. The CaP-glass coating layer was highly dense and uniform and adhered firmly to the ZrO₂ scaffold. The adhesion strength of the coating layer as tested on a nonporous disk increased with increasing glass addition and decreasing CaO content in glass. The highest strength was about 40 MPa, an improvement of twice as high as that of pure HA coating. The osteoblastic cells grew and spread actively through the coated scaffolds. The differentiation of cells on the CaP coatings was much higher than that on ZrO₂ substrate and comparable to or slightly higher than that on pure HA coating.     

硅酸钙类骨水泥改性研究进展

硅酸钙类骨水泥材料具有良好的自固化性能，能够作为硬组织修复材料对缺损的骨和牙进行填充和修复，但是由于其力学性能不足、固化时间长等缺点限制了其在临床上的应用范围。该文主要综述了硅酸钙粉体的制备方法及硅酸钙类骨水泥的力学强度、凝结时间、可注射性、降解及生物相容性等，并提出今后的研究重点是利用各体系骨水泥间的性能互补关系，将硅酸钙类骨水泥与其他体系骨水泥进行交叉复合，有望获得综合性能优良的无机复合骨水泥。     

具有药物缓释功能的磷酸钙骨水泥的研究进展

磷酸钙骨水泥作为一种新型的骨修复材料,以其生物相容性高和易塑形的特点得到了材料界和医学界的广泛关注.利用药物定点缓释,将抗癌或消炎等药物引入磷酸钙骨水泥中,能达到骨修复与冶疗的双重目的.本文综述了具有药物缓释功能的磷酸钙骨水泥的研究进展,包括材料的理化特性和药物缓释机理的研究.研究表明,对不同药物采取合适的包埋技术,并通过调节骨水泥的厚度、药物包埋量等条件可达到药物控制释放的目的.     

磷酸钙骨水泥水化过程中浆体pH值变化的研究

为避免磷酸钙骨水泥(CPC)浆体固化过程中的pH值变化对人体的不良影响,着重研究了pH值相关影响因素.研究表明:水化过程中CPC的pH值随Ca与P的摩尔比减小而降低,加入晶种,同期pH值变化值降低.颗粒大小不同匹配可调节CPC浆体pH值变化,较大粒径TTCP和较小粒径DCPA匹配有利于得到近中性的pH变化值,适于临床应用.     

磷酸铋作为磷酸钙骨水泥的显影剂及其对材料性能的影响

以部分结晶磷酸钙-磷酸氢钙体系骨水泥为研究对象,探讨了添加磷酸铋作为显影剂对磷酸钙骨水泥的显影性能、凝结时间、流变性、可注射性能、抗压强度、相组成和显微结构的影响.结果表明:添加磷酸铋能显著增强磷酸钙骨水泥的显影性能,当添加磷酸铋达到9%以上时,骨水泥获得了明显的显影效果.添加磷酸铋使磷酸钙骨水泥粘度下降,可注射性显著提高,抗压强度增大,凝结时间延长.但磷酸铋加入量大于12%时会使材料强度下降,综合考虑,加人9%左右的磷酸铋较为合适.磷酸铋有望成为一种新的磷酸钙骨水泥显影剂.     

稀土氧化钇改性磷酸钙骨水泥的研究

磷酸钙骨水泥是一种新型的自固化的非陶瓷羟基磷灰石人造骨材料,具有良好的生物相容性、自固化能力、易于塑形、与成骨活性相协调的溶解性能可作为药物、生物活性因子缓释载体等优越的性能。稀土掺杂羟基磷灰石,对羟基磷灰石的合成有促进作用,并且使其具有更稳定的性质。钇的加入有助于羟基磷灰石生物活性的提高。笔者利用钇掺改善羟基磷灰石生物活性作为探讨。其采用氧化钇对磷酸钙骨水泥进行改性研究,考察磷酸钙骨水泥凝结时间、可注射性和孔隙率等基本性能。采用X射线衍射分析骨水泥粉末在水化过程中的变化及其最终产物。采用电镜观察产物的微结构和表面形貌。研究结果表明:钇加入没有影响磷酸钙骨水泥的水化,并且随着钇含量的增加磷酸钙骨水泥的固化体凝结时间逐渐延长,其中氧化钇含量在5%时凝结时间最短;骨水泥浆体的可注射性变大,其中氧化钇含量在1.5%时可注射性最大(壳聚糖溶液)。磷酸钙骨水泥水化最终产物为片状或棒状的羟基磷灰石,其结构呈紧密联系,但表面有较多的孔隙,且随着钇含量的增加孔隙率有增加的趋势。     

Properties of a Calcium Phosphate Cement Synergistically Reinforced by Chitosan Fiber and Gelatin

Calcium phosphate cement (CPC) composite by the incorporation of chitosan fiber (CF) and gelatin was investigated for flexural strength, phase composition, microstructure, and in vitro cellular response. The results demonstrated that the incorporation improved the flexural strength significantly (maximum, 12.31 MPa), together with accelerating the conversion of CPC components to hydroxyapatite (HA). Rat bone marrow stromal cells (RBMSCs) spread and grew actively on the composite discs. Short-term minimum essential medium (MEM) extraction tests showed no cell growth inhibition. These results indicated that the new composite not only had a reinforced flexural property, but it was also beneficial for RBMSC growth.