随着社会老龄化进程的加大,因疾病和创伤造成的骨组织修复需求也越多。无机磷酸钙基骨组织支架材料具有人类骨质相似的矿物组成,而且具有三维网状、高气孔率的优异特点,是一种质量优异的人工骨支架材料,但高孔隙率、高连通率的磷酸钙基生物材料在力学性能和生物学性能上还存在很多不足。为此,研究具有类松质骨结构特征的羟基磷灰石支架材料愈来愈受到人们的广泛关注。本文采用水热法研究了Mg2+、Zn2+掺杂羟基磷灰石晶须(Mg&Zn-HA)的合成和制备技术,对其进行了表征。利用HA粉体(D50=13.22μm)为基础原料、Mg&Zn-HA晶须作为增强增韧材料,同时加入1,4-二氧六环作为凝结助剂、纤维素作为粘结剂、聚丙烯酸钠作为分散剂和一定量生物玻璃粉以降低烧成温度和促进HA分解,采用冷冻干燥法成功制备出相组成可控,孔隙率70-80%,抗压强度0.2~0.75MPa,孔径范围80~240μm的类松质骨支架材料。研究结果表明,Mg2+,Zn2+单独掺杂制备HA晶须的比例不超过10 mol%时,样品的物相为HA。超过10mol%后,样品中分别会出现Ca18Mg2H2(PO4)14和CaZn2(PO4)2·2H2O第二杂项。混掺时,选取5mol%为总掺量,研究发现Zn2+掺量增加时,材料的XRD衍射峰向小角度偏移,晶须的团聚程度加大。Mg和Zn以1:1的比例混合掺杂,对制备Mg-Zn掺杂HA晶须较为合适。在烧成过程中,玻璃粉在高温下形成液相可以均匀地铺展在粉体和晶须材料的表面,HA颗粒间、HA晶须与颗粒之间由于相互之间的粘结也可形成一定的孔隙,增加了材料的气孔率。改进的生物玻璃粉的最优配比:46%P2O5,15%SiO2,14%CaO,8%MgO,11%Na2O,5%ZnO,和1%CaF2熔制温度为950℃。综合考虑材料的气孔率,收缩率和抗压强度,玻璃粉的最优掺量应当控制在20%。当烧成温度在950℃,保温时间小于1h,所得样品主要为HA/β–TCP双相支架材料。当温度高于1000℃,保温时间大于0.5h后,HA会发生分解,材料的主晶相转变为β–TCP相。冷冻制度主要影响着材料的孔结构特征:在起始冷冻温度为-12℃条件下;冷冻速率不易过缓,尽管材料的孔径随冷冻速度的减缓而增大,但是随之而来材料中的分支孔也会增加。为避免冰晶分支的出现,实验的最优冷冻速度选取-1℃/min。冷冻终点温度对材料的影响不太明显,考虑到样品的制备过程,最优终点温度应选取-40℃。料浆的固含量影响材料的力学性能、气孔率和孔结构,最优固含量为40 wt%。当加入5wt%的晶须材料后对制备具有定向孔结构特征的HA类松质骨的影响也较小,材料的力学性能得到一定程度上的改善,此时得到的孔径范围约为80-240μm。