生物陶瓷材料.pdf

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1、口腔材料器械杂志2005年第14卷第3期·157.·继续教育·生物陶瓷材料’Bioceramicmaterials陈德敏(上海第二医科大学附属第九人民医院，上海生物材料研究测试中心，上海，200023)容易产生变性。第一节绪言(Introduction)c)机械性能良好，强度高，破坏韧性值大。d)成形性优良，加工容易。高分子材料1概述(Overview)a)生物相容性良好。无机非金属材料(简称无机材料)是人类最早应b)耐化学性好;但长期使用时，材质易老化、降用的材料。人类的进化历史就是从使用无机材料一解。石头开始的。无机材料是陶瓷、玻璃、单晶

2、体、水泥和c)机械性能较差，硬度低。耐火材料的总称。随着近代科学技术的发展，各类新d)耐热性差，容易受热变形。型陶瓷产品的大量开发以及相关工艺、性能水平的e)成形性好，同金属一样易加工成各种形状。日益提高，已使陶瓷材料成为当今材料科学与工程陶瓷材料学方面一个极其活跃、极富挑战性的前沿研究领域。a)生物相容性非常优良。因此人们也习惯上把无机材料又称为陶瓷材料。b)化学性能稳定，耐腐蚀性良好;长期使用表面陶瓷是指用天然或人工合成的粉状化合物经过.也不易变质和变性。成型和高温烧结制成的、由金属和非金属元素的无c)硬度高，耐磨性好;但破坏韧性值低，耐

3、冲击机化合物构成的多晶固体材料。陶瓷可分为传统陶性差，脆性大。瓷(普通陶瓷)和近代陶瓷(特种陶瓷)。传统的陶瓷d)耐热性好，热的良好绝缘体。都是以由构成地壳的硅、铝、氧三种主要元素形成的e)加工成形困难。天然硅酸盐矿物为主要原料(如粘土、长石、硅石)制这些性能特征按优劣或高低顺序排列可以归纳成的材料，为区别当今大量研究开发的不含硅酸盐如下:成份的近代陶瓷(如氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、硼化1)生物相容性陶瓷>高分子，金属物陶瓷‘、碳化物陶瓷等)，欧美各国习惯上把硅酸盐2)耐化学性和表面稳定性陶瓷>高分子>材料通称为“陶瓷”，而把近代陶瓷称为“新型

4、陶瓷”金属(NewCeramics)或“精细陶瓷"(FineCeramics)。在日3)机械性能:硬度，强度陶瓷，金属>高分子本则把陶瓷制品统称为“烹案裂品”。脆性陶瓷>高分子>金属4)耐热性陶瓷>金属>高分子2陶瓷材料的性能特征5)热膨胀系数高分子，金属>陶瓷陶瓷材料与金属材料、高分子材料一起在医学6)热传导金属>陶瓷>高分子领域发挥着重要作用。这三大类医用材料由于各自7)成形和加工性能金属，高分子>陶瓷组成结构和性能上的差异，因此在使用和选择上要8)制作成本陶瓷>金属，高分子考虑扬长避短，充分发挥每种材料的优良性能。以下3生物陶瓷的分类列

5、出了三大类材料的一般性特征。金属材料广义的生物陶瓷可以分为与人体相关的陶瓷a)生物相容性一般。(种植类陶瓷)和与生化学相关的陶瓷(生物工程类陶b)耐化学性和耐腐蚀性较差;长期使用时，表面瓷)二大类(表1)。所谓的与人体相关的陶瓷就是指158.口腔材料器械杂志2005年第14卷第3期通过植人人体或是与人体组织直接接触，使机体功域得到广泛应用。能得以恢复或增强可使用的陶瓷。一般狭义地称生根据种植材料与生物体组织的反应程度，可将物陶瓷就是指这类陶瓷。种植类陶瓷分为三类:陶瓷材料最早被正式用于医学领域可追溯到3.1生物惰性(Bioinert)陶瓷18

6、世纪，1788年法国人Nicholas成功地完成了瓷全这类陶瓷在生物体内化学性质稳定，无组成元口及瓷牙修复，并在1792年获得专利。然而生物陶素溶出，对机体组织无刺激性。植人骨组织后，能和瓷在医学上真正受到重视并广泛开展研究的历史还骨组织产生直接的、持久性的骨性接触，界面处一般不长，较系统的基础研究和临床应用研究还只是近无纤维组织介人，形成骨融合(Ossointegration)30年来的事。1961年Gott等发现碳素材料具有抗3.2生物活性(Bioactive)陶瓷血栓性。70年代初，用碳素材料制成的人工心脏瓣这类陶瓷在生物体内基本不被吸

7、收，材料有微开始进人临床，至今临床应用病例已超过30多万量溶解，能促进种植体周围新骨生成，并与骨组织形例。1969年美国Florida大学的Hench教授发明了成牢固的化学键结合(Osseoankylosis)o生物玻璃，这种材料在当时以其最优良的骨相容性3.3生物吸收性(Biodegradable)陶瓷受到人们重视。以后世界各国都相继研究开发了各这类材料在生物体内能逐步降解、吸收，被新生种生物玻璃材料。1970年法国的Boutin用单一氧化骨取代。、-铝陶瓷制成人工股关节，开创了陶瓷用作人工骨、人也有研究者将种植类陶瓷分为生物惰性和生物工关

8、节的先例。日本大阪齿科大学的力!原春幸也曾活性两大类，在生物活性陶瓷类中再细分成非吸收开发了单晶氧化铝牙根用于人工种植，从1977年至,ft陶瓷和吸收性陶瓷。对“生