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              生物活性陶瓷發展歷程

              發布時間:2015-10-31 16:53:05                  點擊次數:564 次

              生物活性陶瓷指這種材料在植入到體內后會與周圍組織發生生物化學反應,從而使得植入體與組織間形成生物結合。這主要包括生物玻璃和生物玻璃陶瓷復合材料。陶瓷加工企業指出,生物活性陶瓷的生物相容性介于惰性陶瓷和可降解陶瓷之間a生物玻璃作為無機材料的一個分支,具有良好的生物相容性,無毒副作用。此外,由于它的化學組成與人體骨骼的組成非常相似,當植入到人體組織內后,容易與周圍的組織形成緊密牢固的化學鍵合,或經生物降解形成新的人體組織。

                  生物活性陶瓷的研究與臨床應用已經成為材料學、醫學以及生物化學等學科的研究熱點,越來越受到人們的重視,特別是一些高強度、可切削微晶玻璃陶瓷以及用于治療用途的功能性的玻璃陶瓷研究開發,為人類的醫療開辟了新的道路。Na20—CaO—P205一Si02系列玻璃是最早被研究和臨床應用的生物活性玻璃材料,其中最典型的是Hench.LL教授1971年研制的45s5玻璃,這種玻璃的特點是不僅對人體無害,與骨組織親和性好,而且能與周圍的骨組織牢固結合吲。但是由于45s5玻璃的力學性能不夠理想。抗彎強度僅有42MPa,因此不能直接用于人體承受載荷的部位,而主要用于骨的填充材料和生物涂層。

                    1973年,Brower教授在Hench研究的基礎上進行改進,主要是增加Cao和P205的含量,降低Na20的含量,獲得了Ceravital微晶玻璃。這種微晶玻璃的生物活性雖然有所降低,但是力學性能得到了很大的改善,如抗彎強度達到70~80MPa,幾乎提高了一倍。日本京都大學小久保正教授于1982年成功研制出了含38wt%左右的磷灰石和34%左右硅灰石(wo1lastonite)的微晶玻璃,也就是通常所說的A/w玻璃。這種玻璃不僅具有較好的力學性能,而且能與人體組織形成較強的生物化學結合。從玻璃基體中析出的磷灰石晶體含量不僅對材料的力學性能有較大的影響,而且它對材料的生物活性起著決定性的作用。從玻璃基體析出的晶粒除了和材料的原料有關外,晶化過程中的熱處理工藝對它也有很大的影響,因此必須對功能陶瓷材料的制備過程進行嚴格的控制。

                  1983年,Holland等研制成功了商品名為“bioverit”的可切削生物微晶玻璃,其主晶相為磷灰石和金云母晶體可由Si02一A1203—MgO-Na2O—K2O—F—CaO—P2O5系統的磷酸鹽玻璃經過一定的熱處理工藝后得到可切削玻璃陶瓷的這種性能來源于在熱處理過程中析出的云母相,在熱處理過程中,玻璃首先出現液一液分相,磷灰石和白榴石同時析出,由于在高粘度、慢擴散條件下生長,白榴石晶體生長成蠕蟲形,隨著熱處理溫度的升高,晶體逐漸長大,最后形成云母的框架結構,云母片晶體相互交織,將玻璃相分隔成許多封閉或半封閉的多面體,云母晶體具有片層狀的結構以及(001)面層狀間良好的解理性,因為在三層堆積中的堿金屬離子未建立起緊密的接觸,使得云母具有可切削加工性。從玻璃中析出的云母相的相對數量和晶粒尺寸對材料的最終性能有著重要的影響,同時,析出的磷灰石賦予了材料生物活性。因此選擇合適的成分和熱處理工藝是制備這種材料的關鍵。可切削生物微晶玻璃由于其良好的切削性能,同時由于它的乳濁特性與自然牙釉質十分相近,質地致密、耐磨,表面光潔,良好的生物相客性以及化學穩定性,因此在全瓷冠修復體中倍受青睞。

                    特別是近年來,隨著計算機輔助設計/輔助制造(cAD/cAM)技術的推廣應用,為可切削玻璃陶瓷在口腔修復中的應用開辟了新的道路。

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