生物陶瓷是材料工業發展的一個新領域,受到世界各國的重視。生物陶瓷是指用作特定生物或生理功能的 一類陶瓷材料,即直接用于人體或與人體直接相關的生物、醫用、生物化學等的陶瓷材料。
生物陶瓷不僅具有不銹鋼、塑料所具有的特性,而且具有親水性,能與細胞等生物組織表現出良好的親和性,同時具備耐磨性。生物陶瓷主要是用于人體硬組織修復和重建的陶瓷材料。
生物醫用陶瓷材料的分類
生物醫用氧化鋁陶瓷
氧化鋁陶瓷具有相當高的抗彎強度,耐磨性能好,耐熱性好,可以直接與骨固定。已被用作人工骨、牙根、關節、螺栓并且該螺栓不生銹,也不會溶解出有害離子,與金屬螺栓不同,勿需取出體外。60年代后期,廣泛用作硬組織修復。
相關應用
生物醫用氧化鋯陶瓷 氧化鋯陶瓷是一種生物惰性陶瓷材料,具有的高強度、高韌性、優良的生物相容性和近乎完美的美觀性,且比氧化鋁斷裂韌性、耐磨性更高,有利減少植入物尺寸和實現低摩擦、磨損,用以制造牙根、骨、股關節、復合陶瓷人工骨、瓣膜等使其在生物材料應用領域占有重要地位,尤其在口腔醫學中的應用更是與日俱增。 相關應用
生物醫用活性玻璃 生物玻璃陶瓷的主要成分是CaO-Na2O-SiO2-P2O5,比普通窗玻璃含有較多鈣和磷,能與骨自然牢固地發生化學結合。它具有區別于其他生物材料的獨特屬性,能在植入部位迅速發生一系列表面反應,最終導致含碳酸鹽基磷灰石層的形成。生物玻璃陶瓷的生物相容性好,材料植入體內,無排斥、炎性及組織壞死等反應, 能與骨形成骨性結合;與骨結合強度大,界面結合能力好, 并且成骨較快。但由于強度低,只能用于人體受力不大的部位,如耳小骨置換、頜骨缺損修復、牙周缺損修復、骨嵴維護植入體等。 相關應用
生物醫用羥基磷灰石 羥基磷灰石(簡稱HA或HAP)組成與天然磷灰石礦物相近,是脊椎動物骨和齒的主要無機成分,結構亦非常接近,呈片狀微晶狀態。它作為骨代替物被用于骨移植。HA有良好的生物相容性,植入體內不僅安全,無毒,還能傳導骨生長。HA生物活性陶瓷是典型生物活性陶瓷,植入體內后能與組織在界面上形成化學鍵性結合。 相關應用
生物醫用磷酸三鈣 磷酸三鈣具有良好的生物相容性、生物活性以及生物降解性,是理想的人體硬組織修復和替代材料,在生 物醫學工程學領域一直受到人們的密切關注。醫學上通常使用的是磷酸三鈣的一種特殊形態-β-磷酸三 鈣。β-磷酸三鈣主要是由鈣、磷組成,其成分與骨基質的無機成分相似,與骨結合好。動物或人體細胞可以在β-磷酸三鈣材料上正常生長,分化和繁殖。 相關應用
生物醫用硫酸鈣陶瓷 醫用硫酸鈣為半水化合物晶體,在體內完全降解對生物體血鈣水平沒有明顯影響,與水結合后能夠變成固體植入物,可以作為水溶性抗生素的載體。硫酸鈣還具有潛在的骨誘導性,其骨誘導性主要來源于降解后釋放的鈣離子,在弱酸環境的協同下,局部高濃度的鈣離子與成骨細胞鈣敏感受體結合后,促進骨細胞增 殖、分化,調節類骨質形成,參與骨基質的重塑。 相關應用
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