Los biomateriales introducidos anteriormente se utilizan principalmente para reparar y reemplazar los huesos humanos por heridas, lesiones o defectos congénitos, o para reparar materiales que se pueden implantar permanentemente en el cuerpo. Recientemente, se ha desarrollado rápidamente un material biocerámico absorbible. Este material es una forma de fosfato tricálcico llamada «sintos». Este material se convierte en bloques óseos porosos y se implanta en las partes dañadas del cuerpo humano. Cuando los tejidos adyacentes proliferan y crecen en el cuerpo implantado, el fosfato tricálcico puede sustituirse lentamente por el hueso regenerado de los animales. Este proceso se denomina proceso de biodegradación, por lo que este tipo de material también se denomina material de biodegradación o material bioabsorbente. Hueso artificial con alto contenido de fosfato tricálcico
1. Preparación de fosfato tricálcico
(1) Síntesis de fosfato tricálcico
El fosfato tricálcico [Ca3 (PO4) 2] se registra como TCP y tiene una fase tipo α de alta temperatura y un tipo β de baja temperatura. Las dos fases se utilizan como fase beta de biocerámica. El TCP se puede sintetizar mediante una reacción en estado sólido a alta temperatura y un método húmedo a temperatura ambiente, es decir, una reacción en solución acuosa. Sintetizar el beta-TCP puro es muy difícil. No importa el método que se utilice, hay más o menos una segunda fase α, existen HAP y Cao. La temperatura de transición de fase entre alta y baja temperatura está entre 1120 y 1180 °C, pero la existencia de impurezas como el Mg y el Na tendrá una gran influencia en la temperatura. El polvo de B-TCP sintetizado por el método seco se molió durante mucho tiempo y se sinterizó a presión atmosférica. Para obtener un cuerpo sinterizado de alta densidad, se debe utilizar el micropolvo sintetizado por el método húmedo. La materia prima para sintetizar el TCP es similar al hap. Durante la síntesis, el Ca/P = 1,5 debe controlarse por lotes. El método húmedo consiste en añadir la solución que contiene fósforo lentamente a la solución alcalina que contiene calcio para formar un precipitado gelatinoso blanco, que es fosfato de calcio amorfo. Si se añade entre un 1% y un 2% de sulfato de amonio a este precipitado gelatinoso, se puede obtener un TCP puro cercano a la densidad teórica a 1100 °C.(2) Tecnología de moldeo y sinterización de cerámicas porosas de fosfato de calcio
La cerámica porosa de fosfato de calcio está hecha de fosfato de calcio en polvo. Tras el moldeo, se cuecen a unos 1150 °C, la velocidad de calentamiento es de 90 °C/h y la conservación del calor es de 45 h, el cuerpo sinterizado obtenido es beta-TCP monofásico. β- Las características de biodegradación del TCP están estrechamente relacionadas con la temperatura de cocción. La investigación muestra que con la disminución de la temperatura de cocción, β- La solubilidad del TCP aumenta, por lo que la temperatura de cocción no debe superar los 1100 °C. Además, los poros porosos de la red también conducen a la degradación de los materiales. Se pueden utilizar tres métodos de moldeo para preparar materiales porosos y biodegradables: ① Añada un agente formador de poros al polvo, como parafina, naftalina y otras sustancias orgánicas. Después de prensar y moldear, queme el agente formador de poros en el proceso de cocción, dejando poros de conexión uniformes. (2) utilizar un agente espumante para formar, es decir, utilizar el cuerpo de moldeo de espuma orgánica fina para chupar la pulpa. Tras secarse, la cerámica en bruto se consolidará de manera uniforme en la estructura de espuma y la espuma se perderá al cocer, dejando el cuerpo cerámico poroso con una estructura de espuma. Este método requiere que no haya residuos dañinos después de la combustión de la espuma y requiere cierta resistencia y suspensión para tener buenas características de humectación y adsorción. ③ Se utiliza el método de moldeo por lechada, es decir, el moldeo en molde de yeso. Este método requiere un control estricto del contenido de agua del modelo de yeso. Tras el enlechado, el molde se secará en una caja a temperatura constante con humedad y temperatura controlables. Por ejemplo, se calentará a 80 °C a una velocidad de 10 °C /h durante 10 h2. Estructura y propiedades del fosfato tricálcico
Como se mencionó anteriormente, el TCP tiene dos formas cristalinas, la fase α de alta temperatura y el tipo β de baja temperatura. Hay dos formas de fase. α- El TCP es un sistema monoclínico con una densidad de 286 g/cm3。 β- El TCP es romboédrico con una densidad de 307 g/cm3。 β- Las propiedades químicas del TCP son similares a las de la hidroxiapatita y la solubilidad en agua es un poco mayor. β- La resistencia a la compresión del cuerpo sinterizado de TCP es de 450 a 676 MPa y la resistencia a la flexión es de 137 a 156 MPa, similar a la de la hidroxiapatita. La solubilidad del TCP es mayor que la de la hidroxiapatita. Entre ellos, el beta-TCP es aproximadamente el doble que la hidroxiapatita, mientras que el α-TCP es 10 veces más que la hidroxiapatita.