论文部分内容阅读
磷酸钙骨水泥（CPC）,是一种新型的人工骨替代材料。CPC由粉剂和调和液组成,当粉剂和液剂调和成浆体后可在室温下自行固化,最后转变成与人体硬组织的结构和成分相似的羟基磷灰石（HA）。由于其具有良好的生物相容性和任意塑形的特点,解决了生物陶瓷成型差的缺点,从而受到国内外生物材料研究者和外科医生的关注。但是,CPC因其强度低而在临床应用上受到了一定的限制,因此,如何提高磷酸钙骨水泥的强度是目前许多学者研究的重要课题。本论文以氧化钙和二氧化硅为主要原料,采用熔融析晶法合成了硅灰石,并采用不同的粉碎方法对硅灰石进行粉碎,对粉碎工艺进行优化。以磷酸四钙、α-磷酸三钙、磷酸氢钙、碳酸钙、羟基磷灰石和焦磷酸钙为原料,配制了钙磷比为1.50磷酸钙骨水泥基础配方,并在此基础上添加不同量的针状硅灰石粉体,研究其加入量对磷酸钙骨水泥性能的影响。通过差热分析、XRD、SEM和光学显微镜方法对硅灰石的晶化条件、晶相组成和微观形貌进行了分析。研究不同粉碎方式对硅灰石长径比的影响。实验结果表明:熔融析晶法合成的硅灰石其主晶相为β-CaSiO3。对于不同粉碎方式,经气流磨粉碎后的硅灰石主要为针柱状结构,而介质搅拌磨破坏了硅灰石原有的针状结构,不适合生产大长径比的硅灰石。利用Gilmore针法测定骨水泥的初凝时间和终凝时间;用PHS-25数显pH计测定Ringer’s模拟液溶液的pH值;用微机控制电子万能试验机测定抗压强度;分别用X射线衍射仪（D/MAX-ⅢA型）和扫描电子显微镜（S-250MKⅡ型）对样品的物相和显微结构进行分析与观察。实验结果表明:在磷酸钙骨水泥中添加针状硅灰石可以缩短凝结时间,提高抗压强度。当骨水泥中添加3%的针状硅灰石,其性能达到最佳。其初、终凝时间分别为14min和28min,样品在Ringer’s模拟液溶液中浸泡两周后抗压强度为49.23 MPa,同时浸泡溶液的pH值变化幅度小（在7.3～7.8之间）,接近中性;通过XRD和SEM测试结果表明:适量的针状硅灰石促进针状羟基磷灰石的形成,使骨水泥结构更为紧密,从而提高骨水泥固化体的抗压强度。