生物医用陶瓷——郑美勇

1、生物医用陶瓷 生物陶瓷（Bioceramies）是指用 作特定的生物或生理功能的一类陶瓷材 料，即直接用于人体或与人体相关的生 物、医用、生物化学等的陶瓷材料。广 义讲，凡属生物工程的陶瓷材料统称为 生物陶瓷。 人造陶瓷镶牙 做为生物陶瓷材料，需具备如下条件： 1、生物相容性； 2、力学相容性； 3、与生物组织有优异的亲和性； 4、抗血栓； 5、灭菌性； 6、具有很好的物理、化学稳定性。 羟基磷灰石 hydroxyapatite, 简称为 HA 或HAP,化学式为Ca10(PO4)6(OH)2,属表 面活性材料,它与生物体硬组织有相似的化 学成分和结构。具有一下性质： 1.生物活性和生物相容性

2、好、 2.无毒、 3.无排斥反应、 4.不致癌、 5.可降解、 6.可与骨直接结合、 同时还具有其他的一些特点，并且还能与 骨形成强的活性连接, 应用非常广泛。因 此成为目前植入材料研究的热点之一。 羟基磷灰石具有： 良好的生物相容性， 植入体内不仅安全、无毒， 还具有一定的骨传导性。 人造羟基磷灰石虽然化学组成与生物组织 很相似，但其结晶程度和结构稳定性要比 自然骨骼中的羟基磷灰石晶体高，因此植 入生物体后长期不易降解，始终作为一种 异质体残留在骨骼缺损组织中。 就羟基磷灰石生物陶瓷来说，目前从致密向多 孔发展是一个引人瞩目的课题。针对HA 生物 陶瓷力学性能差的特点，人们首先进行的是致 密

3、HAP 陶瓷的研究。 致密HA的优缺点： 优点：致密HA 的表面显气孔率较小，经电镜 观察孔径为80m，有较好的机械性能。致密 HA 具有一定的可加工性，在临床使用中极为 方便。 缺点：但因其植入人体内后，只能在表面 形成骨质，缺乏诱导骨形成的能力，仅可 作为骨形成的支架，主要用于人工齿根种 植体。 多孔HA 的优缺点： 优点：多孔HA 具有诱导骨形成的作用和能力， 研究表明，多孔HA 植入人体后能使界面的软 硬组织都长入孔隙内， 形成纤维组织和新生 骨组织交叉结合状态，能保持正常的代谢关系。 缺点：多孔HA 生物陶瓷因其强度较低，只能 用于一些强度相对低的部位，在口腔医疗中主 要用于颌骨的置

4、换及修补，在外科医疗主要用 于整容。 羟基磷灰石（HAP）生物活性陶瓷可用于： （1）由于良好的化学稳定性和生物相容性：人工 骨和口腔材料。 如：颚骨、鼻软骨的支撑。 （2）HAP用于牙膏添加剂，能吸附葡萄聚糖，有 利于防止牙龈炎，同时还能吸附蛋白质、氨基 酸和体液，经过十几年的临床研究，HAP能有效 防治牙龈炎和牙槽炎。 （3）用于药物输送、体内废物排除、人工器 官电源输入（晚期癌症患者减痛）、生物 传感器检测生物信号（血压、血液动力学、 血糖水平、深度体温）。 （a）涂覆HA涂层的股骨柄；（b）近部涂覆HA涂层的骨柄 磷酸钙生物陶瓷材料磷酸钙生物陶瓷材料 目前广泛应用的生物降解陶瓷为- 磷酸三 钙( 简称-TCP)，属三方晶系，钙磷原子比 为1.5，是磷酸钙的一种高温相。 -TCP 的最大优势就是: 生物相容性好，植入机体后与骨直 接融合， 无任何局部炎性反应及全身毒副作用。 其不足是: 高切口敏感性导致的低疲劳强度， 较高刚性和脆性使其难以加工成型或固定 钻孔。 人造骨及其关节 磷酸钙陶瓷的主要缺点是其脆性。致密磷 酸钙陶瓷可以通过添加增强相提高它的断 裂韧性，多孔磷酸钙陶瓷虽然可被新生骨 长入