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利用溶胶-凝胶低温合成法制备了CaO-P<,2>O<,5>-SiO<,2>系统高生物活性和生物矿化功能的无定形态新型医用生物活性骨修复及骨组织工程材料.利用XRD、SEM/EDX、FTIR、BET、DSC/TG等各种材料结构、性能分析方法和体外、体内实验方法对采用不同催化剂(HCl、HF及NH<,4>OH溶液)以及具有不同化学组成的溶胶-凝胶生物材料的纳米结构、可降解性能、生物活性和矿化特性进行了深入研究,并同目前已临床应用的45S5生物活性玻璃进行了比较.XRD分析表明,上述溶胶-凝胶生物材料样品均具有无定形态(amorphousstate)结构特征.在600℃热处理后,个别材料虽有轻微的析晶迹象,但由于其有序区域的尺寸及结晶度均十分有限,未能构成真正意义上的结晶,材料仍以无定形态(非晶态)为其主要特征.采用不同的催化剂以及不同的化学组成,使材料的比表面积、孔径分布及平均孔径呈现显著差异.溶胶-凝胶生物活性材料在SBF溶液中表面硅羟团(≡Si-OH)的形成对于诱导HCA形成具有重要作用.溶胶-凝胶生物活性材料的巨大比表面积和纳米级开放性微孔的负的表面曲率均使得材料表面≡Si-OH基团的数量剧增.不仅在材料表面,在内部结构中溶胶-凝胶无定形态(非晶态)材料的-OH数量也含有远高于熔融法制备的玻璃材料.S2-C和S3-C溶胶-凝胶生物活性材料表面在SBF溶液中HCA晶体生长主要是通过螺旋位错生长机制(screw dislocation mechanism)进行.在与SBF溶液反应过程中,S3-C表面的HCA晶面生长方向有所变化.由S3-C溶胶-凝胶样品粉末制备的多孔材料经780℃和1100℃烧结30分钟均可析出硅磷酸钙Ca<,5>(PO<,4>)<,2>SiO<,4>(5CPS)微晶相.烧结温度越高,析出微晶相的体积比例越高.体外实验及动物体内种植实验均表明,溶胶-凝胶生物材料S3-C及S3/PHBV复合多孔支架材料均具有良好的细胞和组织相容性,在体内具有可降解性和微孔传导性,可促进新生骨的生长,具有骨修复功能.