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生物陶瓷材料的概念與應用
發布時間:2020-11-28????來源:明睿陶瓷???作者:管理員

生物陶瓷是指用作特定的生物或生理功能的一類陶瓷材料,即直接用于人體或與人體相關的生物、醫用、生物化學等的陶瓷材料。廣義講,凡屬生物工程的陶瓷材料統稱為生物陶瓷。生物陶瓷材料的主要優點體現在生物相容性和骨傳導性,可以與細胞等生物組織表現出良好的親和性,因此在醫藥領域具有非常重要的應用。

生物陶瓷材料兼具不銹鋼材料和塑料材料的特點,同時還具有較好的親水性,可以與生物體內的生物組織和細胞保持良好的親和性。當前生物陶瓷相較于傳統陶瓷材料,不僅限于多晶體,還包括單晶體、非生物玻璃、微晶玻璃、梯度材料、無機材料和復合材料;適用于人體硬組織修復和重建的陶瓷材料。

生物陶瓷材料可分為生物惰性陶瓷和生物活性陶瓷

生物惰性陶瓷主要指化學性能穩定、生物相容性好的陶瓷材料,如氧化鋁、氧化鋯及醫用碳素材料等,這類陶瓷材料的結構較穩定,分子中的鍵合力較強,且都具有較高的強度、耐磨性及化學穩定性。

1、氧化鋁陶瓷植入人體后表面生成極薄的纖維膜,界面無化學反應,多用于全臀復位修復術以及股骨和髖骨部鏈接。

2、氧化鋯陶瓷在人體內穩定,且比氧化鋁斷裂韌性、耐磨性更高,有利于減少植入物尺寸和實現低摩擦、磨損,用以制造牙根、骨、股關節、復合陶瓷人工骨、瓣膜等。

生物活性陶瓷包括表面生物活性陶瓷和生物吸收性陶瓷,又叫生物降解陶瓷;有生物活性玻璃、羥基磷灰石陶瓷、磷酸三鈣陶瓷等。

1、生物玻璃陶瓷比普通窗玻璃還有較多鈣和磷,能與骨自然牢固的發生化學結合,能在植入部位迅速發生一系列表面反應,最終導致含磷酸鹽基磷灰石層的形成;生物相容性好,材料植入體內,無排斥、炎性及組織壞死等反應,能與骨形成骨性結合、成骨較快;用于修復耳小骨,對恢復聽力具有良好效果。

2、羥基磷灰石(HA)組成與天然磷灰石礦物相近,是脊椎動物骨和齒的主要無機成分,結構也非常接近,作為骨代替物被用于骨移植。HA有良好的生物相容性,植入體內不僅安全無毒,還能傳導骨生長,是典型的的生物活性陶瓷,植入體內后能與組織在界面上形成化學鍵性結合。

3、磷酸三鈣生物相容性好,植入機體后與骨直接融合,無任何局部炎性反應及全身毒副作用。與其它陶瓷相比,更類似于人骨和天然牙的性質和結構;缺點是機械強度偏低,經不起力的沖擊,將磷酸三鈣陶瓷與其他材料混合,制成雙相或多相陶瓷,是提高其力學強度的方法之一。


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