Керамика на основе трикальцийфосфата

Биоматериалы, введенные ранее, в основном используются для восстановления и замены человеческих костей с ранами, повреждениями или врожденными дефектами или восстановления материалов, которые можно навсегда имплантировать в организм. В последнее время быстро разработан абсорбируемый биокерамический материал. Этот материал представляет собой форму трикальцийфосфата под названием «синтос». Этот материал превращается в пористые костные блоки и имплантируется в поврежденные части человеческого тела. Когда соседние ткани размножаются и растут в имплантированном теле, трикальцийфосфат может медленно замещаться регенерированной костью животных. Этот процесс называется процессом биодеградации, поэтому такой материал также называют материалом биодеградации или биоабсорбирующим материалом. Искусственная кость с высоким содержанием трикальцийфосфата

1. Получение трикальцийфосфата

(1) Синтез трикальцийфосфата

Фосфат трикальция [Ca3 (PO4) 2] регистрируется как TCP и имеет высокотемпературную фазу типа a и низкотемпературную фазу β-фазы. Две фазы используются в качестве биокерамической β-фазы. TCP можно синтезировать высокотемпературной твердотельной реакцией и мокрым способом при комнатной температуре, то есть реакцией в водном растворе. Синтезировать чистый β-TCP очень сложно. Независимо от того, какой метод используется, существует более или менее вторая фаза (альфаза), существуют HAP и CaO. Температура фазового перехода при высоких и низких температурах составляет от 1120 до 1180 ℃, но наличие примесей, таких как Mg и Na, будет иметь большое влияние на температуру. Порошок B-TCP, синтезированный сухим методом, долгое время измельчался и спекался при атмосферном давлении. Для получения спеченного тела высокой плотности необходимо использовать микропорошок, синтезированный мокрым способом. Сырье для синтеза TCP аналогично хапу. Во время синтеза следует контролировать концентрацию Ca/P=1,5 в пакетном режиме. Влажный метод заключается в медленном добавлении раствора, содержащего фосфор, в щелочной раствор, содержащий кальций, с образованием белого желатинового осадка, представляющего собой аморфный фосфат кальция. Если к этому желатиновому осадку добавить 1% ~ 2% сульфата аммония, при 1100 °C можно получить чистый TCP, близкий к теоретической плотности.

(2) Технология формования и спекания пористой керамики на основе фосфата кальция

Пористая керамика на основе фосфата кальция изготовлена из порошка фосфата кальция. После формования их обжигают при температуре около 1150 ℃, скорость нагрева составляет 90 ℃/ч, а сохранение тепла составляет 4,5 часа, полученное спеченное тело представляет собой однофазное β-TCP. β-Характеристики биоразложения TCP тесно связаны с температурой обжига. Исследования показывают, что с уменьшением температуры обжига растворимость TCP увеличивается, поэтому температура обжига не должна превышать 1100 ℃. Кроме того, пористые сетчатые поры также способствуют разложению материалов. Для получения пористых биоразлагаемых материалов можно использовать три метода формования: ① Добавьте в порошок порообразующий агент, такой как парафин, нафталин и другие органические вещества. После прессования и формования сожгите порообразующий агент в процессе обжига, оставив однородные соединительные поры. (2) используйте пенообразователь для формования, то есть используйте формовочный корпус из мелкодисперсного органического пенопласта для всасывания целлюлозы. После высыхания керамическая заготовка равномерно закрепится на каркасе пенопласта, а при обжиге пена будет потеряна, в результате чего пористый керамический корпус будет иметь структуру пены. Этот метод требует отсутствия вредных остатков после горения пены и определенной прочности и наличия суспензии, чтобы иметь хорошие смачивающие и адсорбционные характеристики. ③ Используется метод цементного формования, то есть формование гипсовых форм. Этот метод требует строгого контроля содержания воды в гипсовой модели. После затирки форму необходимо высушить в камере с постоянной температурой и контролируемой влажностью и температурой. Например, его следует нагревать до 80 ℃ со скоростью 10 ℃ в час в течение 10 часов

2. Структура и свойства трикальцийфосфата

Как упоминалось ранее, TCP имеет две формы кристаллов: высокотемпературную альфазу и низкотемпературную фазу β. Существует две формы фазы. α-TCP представляет собой моноклинную систему с плотностью 286 г/см3。 β-TCP ромбоэдрический с плотностью 30,7 г/см3。 β-Химические свойства TCP аналогичны гидроксиапатиту, а растворимость в воде немного выше. β-Прочность на сжатие спеченного тела TCP составляет 450 ~ 676 МПа, а прочность на изгиб составляет 137 ~ 156 МПа, что аналогично гидроксиапатиту. Растворимость TCP выше, чем у гидроксиапатита. Среди них β-TCP примерно в два раза больше гидроксиапатита, а α-TCP в 10 раз больше гидроксиапатита.