Céramique au phosphate tricalcique

Les biomatériaux introduits auparavant sont principalement utilisés pour réparer et remplacer les os humains présentant des blessures, des lésions ou des malformations congénitales, ou des matériaux de réparation pouvant être implantés définitivement dans le corps. Récemment, un matériau biocéramique résorbable a été développé rapidement. Ce matériau est une forme de phosphate tricalcique appelée « synthos ». Ce matériau est transformé en blocs osseux poreux et implanté dans les parties endommagées du corps humain. Lorsque les tissus adjacents prolifèrent et se développent dans le corps implanté, le phosphate tricalcique peut être lentement remplacé par l'os régénéré des animaux. Ce processus est appelé processus de biodégradation, donc ce type de matériau est également appelé matériau de biodégradation ou matériau bioabsorbant. Os artificiel à haute teneur en phosphate tricalcique

1. Préparation de phosphate tricalcique

(1) Synthèse du phosphate tricalcique

Le phosphate tricalcique [Ca3 (PO4) 2] est enregistré sous forme de TCP et possède une phase de type α à haute température et une phase de type β à basse température. Les deux phases sont utilisées comme phase β de la biocéramique. Le TCP peut être synthétisé par réaction à l'état solide à haute température et par voie humide à température ambiante, c'est-à-dire par réaction en solution aqueuse. Il est très difficile de synthétiser du β-TCP pur. Quelle que soit la méthode utilisée, il y a plus ou moins une deuxième phase α, HAP et Cao existent. La température de transition de phase entre haute et basse température se situe entre 1120 et 1180 ℃, mais la présence d'impuretés telles que le Mg et le Na aura une grande influence sur la température. La poudre de B-TCP synthétisée par voie sèche a été moulue pendant longtemps et frittée à pression atmosphérique. Pour obtenir un corps fritté à haute densité, il faut utiliser de la micropoudre synthétisée par voie humide. La matière première utilisée pour synthétiser le TCP est similaire à celle du hap. Pendant la synthèse, le Ca/P=1,5 doit être contrôlé par lots. La méthode humide consiste à ajouter lentement la solution contenant du phosphore à la solution alcaline contenant du calcium pour former un précipité gélatineux blanc, qui est du phosphate de calcium amorphe. Si 1 % à 2 % de sulfate d'ammonium sont ajoutés à ce précipité gélatineux, un TCP pur proche de la densité théorique peut être obtenu à 1100 °C.

(2) Technologie de moulage et de frittage de céramiques poreuses au phosphate de calcium

Les céramiques poreuses au phosphate de calcium sont fabriquées à partir de poudre de phosphate de calcium. Après le moulage, ils sont cuits à environ 1150 ℃, la vitesse de chauffage est de 90 ℃/h et la conservation de la chaleur est de 4 à 5 h. Le corps fritté obtenu est monophasé β- TCP. β- Les caractéristiques de biodégradation du TCP sont étroitement liées à la température de cuisson. Les recherches montrent qu'avec la baisse de la température de cuisson, β- La solubilité du TCP augmente, de sorte que la température de cuisson ne doit pas dépasser 1 100 ℃. De plus, les pores du réseau poreux favorisent également la dégradation des matériaux. Trois méthodes de moulage peuvent être utilisées pour préparer des matériaux biodégradables poreux : ① Ajoutez un agent porogène à la poudre, comme de la paraffine, du naphtalène et d'autres substances organiques. Après avoir pressé et formé, brûlez l'agent porogène pendant la cuisson, en laissant des pores de connexion uniformes. (2) utiliser un agent moussant pour former, c'est-à-dire utiliser le corps moulé en mousse organique fine pour aspirer la pulpe. Après séchage, l'ébauche en céramique sera consolidée uniformément sur le squelette en mousse, et la mousse sera perdue lors de la cuisson, laissant le corps en céramique poreuse doté d'une structure en mousse. Cette méthode nécessite l'absence de résidus nocifs après la combustion de la mousse, et nécessite une certaine résistance et une certaine suspension pour avoir de bonnes caractéristiques de mouillage et d'adsorption. ③ La méthode de moulage par jointoiement est utilisée, c'est-à-dire le moulage par moulage en gypse. Cette méthode nécessite un contrôle strict de la teneur en eau du modèle en gypse. Après le jointoiement, le moule doit être séché dans une boîte à température constante avec une humidité et une température contrôlables. Par exemple, il doit être chauffé à 80 °C à une vitesse de 10 °C/h pendant 10 heures

2. Structure et propriétés du phosphate tricalcique

Comme indiqué précédemment, le TCP possède deux formes cristallines, la phase α à haute température et la phase β à basse température. Il existe deux formes de phase. Le α- Le TCP est un système monoclinique d'une densité de 2 86 g/cm3。 Le β- TCP est un rhomboédrique avec une densité de 3 07 g/cm3。 β- Les propriétés chimiques du TCP sont similaires à celles de l'hydroxyapatite, et sa solubilité dans l'eau est légèrement supérieure. β- La résistance à la compression du corps fritté au TCP est de 450 à 676 MPa, et sa résistance à la flexion est de 137 à 156 MPa, ce qui est similaire à celle de l'hydroxyapatite. La solubilité du TCP est supérieure à celle de l'hydroxyapatite. Parmi eux, le β-TCP est environ le double de celui de l'hydroxyapatite, tandis que l'α-TCP est 10 fois supérieur à celui de l'hydroxyapatite.