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α-磷酸三钙(α-TCP)骨水泥具有优异的生物活性和成骨特性,在人体环境中可自行固化,是一种发展前景广阔的人工骨修复材料。本文采用在α-TCP骨水泥固相中分别引入掺杂金属离子的羟基磷灰石,无机添加剂氧化石墨烯、ZrO2和TiO2;在固化液中分别添加聚天冬胺酸、抗坏血酸、硫酸葡聚糖钠和衣康酸,研究这些添加剂对骨水泥性能的影响。在此基础上,选择抗压强度好的骨水泥,进行了可注射性及力学性能的研究,探索了稳定剂海藻酸钠和壳聚糖对α-TCP骨水泥可注射性和抗溃散性的影响。掺杂Ag+、Zn2+、Mg2+对HA的稳定性和结晶度均有影响。在掺杂摩尔百分比分别为01.5%、01.5%、02.5%时,Ag-HA、Zn-HA、Mg-HA晶型稳定,其中1Ag-HA的结晶度最高,其次为0.5Zn-HA,但掺杂Mg2+对HA结晶度影响不明显。1Ag-HA添加量为1wt.%的骨水泥抗压强度最大,为51.31MPa,固化时间10.5min;其次是0.5Zn-HA添加量为0.5wt.%的骨水泥,抗压强度为50.67MPa,固化时间为11min。在添加氧化石墨烯的骨水泥中,当添加量为0.003wt.%时抗压强度最大,为55.62MPa,固化时间为10.5min;在α-TCP固相中添加ZrO2粉末,固化时间从10min减少至88.5min,添加量为5wt.%时抗压强度最大,为53.89MPa,固化时间为8.5min;添加TiO2粉末的骨水泥流动性增大,固化时间从9min延长至10.5min,但强度未明显增强。在骨水泥液相中分别添加聚天冬胺酸、抗坏血酸、硫酸葡聚糖钠和衣康酸,固化液的pH影响了固化反应,从而影响骨水泥的性能。当pH在4.55.9范围内时,主要的水化产物为CDHA;当pH在4.14.5时,主要的水化产物为CDHA和OCP;当pH<4.1时,主要的水化产物为DCPD。当添加4wt.%抗坏血酸时,骨水泥抗压强度达到最大,为39.3MPa,固化时间9min。以固相组成、液相组成和液固比为考察因素进行的L9(34)正交试验结果表明,对抗压强度、可注射性影响最大的因素分别为固相组成和液固比。骨水泥的可注射性和抗压强度是两个呈负相关的性能,正交试验获得了抗压强度高或者可注射性好的两种骨水泥,其组成分别为:α-TCP与7%一水合柠檬酸+8%十二水合磷酸氢二钠+0.003%氧化石墨烯的液相以0.45mL/g调和,得到的骨水泥具有较高的抗压强度,为44.38MPa,可注射性为47.22%;5%ZrO2+95%α-TCP的固相,与7%一水合柠檬酸+8%十二水合磷酸氢二钠+0.003%氧化石墨烯的液相以0.45mL/g调和,制备的骨水泥可注射性高达86.0%,抗压强度为35.08MPa。海藻酸钠和壳聚糖对骨水泥的抗溃散性有明显改善作用,但其可注射性却显著下降。