Zuvor eingeführte Biomaterialien werden hauptsächlich verwendet, um menschliche Knochen durch Wunden, Läsionen oder angeborene Defekte zu reparieren und zu ersetzen oder Materialien zu reparieren, die dauerhaft in den Körper implantiert werden können. Vor Kurzem wurde schnell ein resorbierbares biokeramisches Material entwickelt. Dieses Material ist eine Form von Tricalciumphosphat namens „Synthos“. Dieses Material wird zu porösen Knochenblöcken verarbeitet und in die geschädigten Teile des menschlichen Körpers implantiert. Wenn sich das angrenzende Gewebe im implantierten Körper vermehrt und wächst, kann das Tricalciumphosphat langsam durch den regenerierten Knochen von Tieren ersetzt werden. Dieser Prozess wird als biologischer Abbauprozess bezeichnet, daher wird diese Art von Material auch als biologisch abbaubares Material oder bioabsorbierendes Material bezeichnet. Künstlicher Knochen mit hohem Tricalciumphosphatgehalt
1. Herstellung von Tricalciumphosphat
(1) Synthese von Tricalciumphosphat
Tricalciumphosphat [Ca3 (PO4) 2] wird als TCP aufgezeichnet und hat eine Hochtemperaturphase vom Typ α und eine Niedertemperaturphase vom Typ β. Die beiden Phasen werden als Biokeramik als β-Phase verwendet. TCP kann durch Hochtemperatur-Festkörperreaktion und Nassverfahren bei Raumtemperatur synthetisiert werden, das heißt, durch Reaktion mit wässriger Lösung. Reines β-TCP zu synthetisieren ist sehr schwierig. Egal, welche Methode verwendet wird, es gibt mehr oder weniger eine zweite Phase, α-Phase, HAP und Cao existieren. Die Phasenübergangstemperatur zwischen hoher und niedriger Temperatur liegt zwischen 1120 und 1180 ℃, aber das Vorhandensein von Verunreinigungen wie Mg und Na wird einen großen Einfluss auf die Temperatur haben. Das im Trockenverfahren synthetisierte B-TCP-Pulver wurde lange Zeit gemahlen und bei Atmosphärendruck gesintert. Um einen Sinterkörper mit hoher Dichte zu erhalten, muss das im Nassverfahren synthetisierte Mikropulver verwendet werden. Das Rohmaterial für die TCP-Synthese ähnelt Hap. Während der Synthese sollte der Ca/P=1,5 chargenweise kontrolliert werden. Bei der Nassmethode wird die phosphorhaltige Lösung langsam in die alkalische Lösung gegeben, die Calcium enthält, sodass ein weißer gelatineartiger Niederschlag entsteht, der aus amorphem Kalziumphosphat besteht. Wenn diesem gelatinösen Niederschlag 1% ~ 2% Ammoniumsulfat zugesetzt werden, kann bei 1100 OC ein reines TCP nahe der theoretischen Dichte erhalten werden.(2) Form- und Sintertechnologie von poröser Kalziumphosphatkeramik
Poröse Kalziumphosphat-Keramiken werden aus Kalziumphosphatpulver hergestellt. Nach dem Formen werden sie bei etwa 1150 °C gebrannt, die Heizrate beträgt 90 °C/h, und die Hitzebeständigkeit beträgt 45 h, der erhaltene Sinterkörper ist einphasig β-TCP. β- Die biologischen Abbaueigenschaften von TCP hängen eng mit der Brenntemperatur zusammen. Die Forschung zeigt, dass mit sinkender Brenntemperatur die Löslichkeit von TCP zunimmt, sodass die Brenntemperatur 1100 ℃ nicht überschreiten sollte. Darüber hinaus fördern poröse Netzwerkporen auch den Abbau von Materialien. Drei Formverfahren können verwendet werden, um poröse, biologisch abbaubare Materialien herzustellen: ① Fügen Sie dem Pulver porenbildendes Mittel hinzu, wie Paraffin, Naphthalin und andere organische Substanzen. Nach dem Pressen und Formen verbrennen Sie den Porenbildner während des Brennvorgangs, sodass gleichmäßige Verbindungsporen zurückbleiben. (2) Schaummittel verwenden, um zu formen, das heißt, den feinen Formkörper aus organischem Schaum verwenden, um das Fruchtfleisch abzusaugen. Nach dem Trocknen wird der Keramikrohling gleichmäßig auf dem Schaumgerüst verfestigt, und der Schaum geht beim Brennen verloren, sodass der poröse Keramikkörper mit Schaumstruktur zurückbleibt. Diese Methode setzt voraus, dass nach dem Verbrennen des Schaums keine schädlichen Rückstände vorhanden sind, und erfordert eine bestimmte Festigkeit und eine gewisse Aufschlämmung, um gute Benetzungs- und Adsorptionseigenschaften zu haben. ③ Es wird das Vergussverfahren verwendet, das heißt, das Formen aus Gips. Diese Methode erfordert eine strenge Kontrolle des Wassergehalts des Gipsmodells. Nach dem Verfugen muss die Form in einer Box mit konstanter Temperatur mit kontrollierbarer Luftfeuchtigkeit und Temperatur getrocknet werden. Zum Beispiel soll es 10 Stunden lang mit einer Geschwindigkeit von 10 °C/h auf 80 ℃ erhitzt werden.2. Struktur und Eigenschaften von Tricalciumphosphat
Wie bereits erwähnt, hat TCP zwei Kristallformen, Hochtemperaturtyp α-Phase und Niedertemperatur-Typ β. Es gibt zwei Phasenformen. α- TCP ist ein monoklines System mit einer Dichte von 2 86 g/cm3。 β- TCP ist rhomboedrisch mit einer Dichte von 3,07 g/cm3. β- Die chemischen Eigenschaften von TCP sind denen von Hydroxylapatit ähnlich, und die Löslichkeit in Wasser ist etwas größer. β- Die Druckfestigkeit des TCP-Sinterkörpers beträgt 450 ~ 676 MPa, und die Biegefestigkeit beträgt 137 ~ 156 MPa, was der von Hydroxylapatit ähnlich ist. Die Löslichkeit von TCP ist größer als die von Hydroxylapatit. Unter ihnen ist β-TCP etwa doppelt so hoch wie Hydroxylapatit, während α-TCP zehnmal so hoch ist wie Hydroxylapatit.