聚氨酯发泡法制备多孔HA/β-TCP生物陶瓷及其性能研究

摘要

该文研究了制备多孔HA/β-TCP生物陶瓷的原料、工艺条件对多孔陶瓷性能的影响.得出的较佳工艺是:双相钙磷陶瓷粉末由湿法制备,得纳米极粉末的陶瓷浆料;固含量为50﹪的陶瓷浆料加丙酮混合成固含量为35﹪的陶瓷浆料;聚氨酯用量/陶瓷浆料用量为0.3(重量比),反应搅拌时间为90秒,坯体经2天室温陈化,再缓慢升至80℃保温24小时以上使坯体完全烘干,再烧结后得到平均气孔率为67.5﹪,孔径在100~800μm之间,孔壁有丰富微孔,并具有良好的孔贯通性的多孔生物陶瓷,从而有利于提高生物陶瓷的生物性能.烧结对多孔HA/β-TCP双相陶瓷的孔结构、力学性能和生物学性能有很大的影响,因此利用常规马弗炉烧结,研究了烧结升降温制度、烧结温度和烧结时间对聚氨酯发泡法制备的多孔陶瓷性能的影响,发现烧结温度越高,强度越高,孔隙率变小;烧结温度在1150℃时得到纯相HA/β-TCP,1200℃时β-TCP相完全转变成α-TCP相.该方法烧结工艺特点是:700℃以前升温速度要尽量小,不能超过90℃/小时,才能保证多孔陶瓷的力学性能.研究了聚氨酯发泡法制备的多孔HA/β-TCP生物陶瓷的溶解性能,发现此法制备的多孔双相钙磷陶瓷具有良好的溶解性能;得出的溶解动力学方程是:-ln(1-x)=0.54t<'0.85>,说明具有较高的溶解速率.利用微动态模拟体液中类骨磷灰石(CHA)的形成评价聚氨酯发泡法制备的多孔HA/β-TCP生物陶瓷的生物性能.结果发现除了外表面有丰富的类骨磷灰石的形成外,在离外表面4mm的内表面也有CHA形成,说明由于孔连通性好和微孔丰富,聚氨酯发泡法制备的多孔陶瓷表现出更好的类骨磷灰石形成能力.

目录

文摘

英文文摘

第一章.文献综述及研究设想

1.1.前言

1.2. 双相HA/B-TCP生物陶瓷(BCP)的研究进展

1.2.1.双相钙磷生物陶瓷(BCP)的制备

1.2.2. 双相钙磷生物陶瓷(BCP)的性能

1.2.3.BCP的应用现状与前景

1.3. 多孔双相钙磷生物陶瓷研究进展

1.3.1.多孔磷酸钙生物陶瓷的孔性、内部连通性及表面形态对骨质再生的影响

1.3.2.多孔双相钙磷生物陶瓷的骨诱导性研究

1.4. 多孔双相钙磷生物陶瓷的制备工艺

1.5. 本论文研究设想：

第二章.缺钙磷灰石的制备

2.1.前言

2.2.实验方法

2.2.1.原材料与仪器

2.2.2.实验步骤

2.3.结果与讨论

2.3.1.配料Ca/P比对产物Ca/P比影响

2.3.2.反应pH值对产物Ca/P比的影响

2.3.3.反应时间对产物Ca/P比率的影响

2.3.4.升温方式对产物Ca/P比的影响

2.3.5.产物的物相分析

2.3.6.双相陶瓷粉末的SEM电镜图

2.4. 本章小结

第三章. 聚氨酯发泡法制备多孔双相钙磷生物陶瓷

3.1. 前言

3.1.1.聚氨酯泡沫的合成原理

3.1.2.聚氨酯泡沫的制备

3.1.3.聚氨酯泡沫发泡法制备多孔双相钙磷陶瓷坯体

3.2. 实验方法

3.2.1.原材料与仪器

3.2.2.多孔钙磷陶瓷坯体的制备

3.2.3.多孔坯体烧结制成多孔双相钙磷陶瓷

3.2.4.分析检测

3.3.结果与讨论

3.3.1.成型工艺条件对多孔陶瓷性能的影响

3.3.2.聚氨酯发泡法制备出的多孔HA/β-TCP双相生物陶瓷的优化工艺及陶瓷性能

3.4. 本章小结

第四章. 多孔双相钙磷陶瓷的烧结

4.1. 前言

4.2. 实验方法

4.3.结果与讨论

4.3.1.烧结的升降温方式对多孔双相钙磷陶瓷性能的影响

4.3.2.烧结温度对多孔双相钙磷陶瓷的抗压强度的影响

4.3.3.烧结制度对多孔双相钙磷陶瓷的微观形貌的影响

4.3.4.烧结温度对多孔双相钙磷陶瓷的孔隙率的影响

4.3.5.烧结温度对多孔双相钙磷陶瓷的相组成的影响

4.4. 本章小结

第五章. 多孔 HA/B-TCP双相生物陶瓷的生物学评价

5.1. 多孔HA/B-TCP双相生物陶瓷的体外溶解动力学研究

5.1.1.前言

5.1.2.实验部分

5.1.3.实验结果及讨论

5.1.4.溶解动力学模型的建立

5.1.5.结论

5.2. 聚氯酯发泡法制备的多孔钙磷陶瓷在模拟体液中类骨磷灰石的形成研究

5.3. 材料和方法

5.3.1.材料的准备

5.4.结果

5.4.1.浸泡样品的形貌

5.4.2.沉积物的表征

5.5. 本章小结

第六章.全文总结

6.1. 论文工作的总结

6.2. 论文的创新点

6.3. 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表、录用的论文

声明

致谢