浆料发泡法制备生物活性多孔钛及其性能.pdfVIP

第35卷 第l期 稀有金属材料与工程 、，ol35．Nol 2006年 1月 RAREMETALh¨TERIALSANDENGINEERrNGJan∞rv2006 浆料发泡法制备生物活性多孑L钛及其性能 李虎，虞奇峰，张波， 王辉，范红松，张兴栋 (四川大学，四J成都610064) 摘要：应用传统的浆料发泡法．通过孔隙优化，成功制备出力学性能与骨匹配的多孔钛。扫描电镜分析发现其孔隙 相互连通成三维网状结构；经碱热处理的多孔钛在模拟体液中浸泡14d后，表面被一层类骨磷灰石覆盖，具有良好的 生物活性。此多孔钛有望成为理想的负重骨缺损修复材料。 关键词：多孔钛；浆料发泡法；力学性能；生物活性 1464 中圉法分类号：TG 文献标识码：A 文章编号：1002一185x(20061叭一0154—04 将一定量的分散剂、表面活化剂和发泡剂加入去离子 1 引 言 水中配成溶液：加入纯钛粉充分搅拌制得分散均匀的 理想的骨替换材料应同时具备生物相容性、生物 浆料；将制备好的浆料倒入模具中在40℃～60℃温度 活性、生物力学相容性和三维多孔结构。但Lj前应用 下发泡并干燥便制得多孔钛毛坯；然后，将毛坯放入 于骨修复的两类材料：磷酸盐陶瓷(包括HA和}认．真空炉中1300℃烧结2h得到多孔钛块体。通过控制 TcP双相陶瓷)和金属材料(主要是块体)都各有其 发泡剂的加入量可以制备出不同孔隙率的多孔钛试样 优缺点。以羟基磷灰石(HA)为代表的磷酸钙类生物陶待用。 瓷材料与自然骨的无机成分类似…，不仅具有良好生 物相容性和骨传导性，而且还具有骨诱导性【23】。但由 于其强度低、脆性大、成型困难以及在生理环境抗疲 劳性差而仅限于非负重骨缺损修复。以钛为代表的金 属骨替换材料具有高强度、高硬度和良好的抗冲击性、 抗疲劳性和耐腐蚀性能而广泛应用于承重部位的骨修 图1 多孔钛的制各工艺圈 复，但是由于其强度和弹性模量的不匹配，使得载荷 for F19．1Processlngstepsf曲ric砒i“g 不能由种植体很好地传递到相邻骨组织，出现应力屏 蔽现象，造成植入体周围出现骨应力吸收，最终导致 多孔钛的孔隙率由下公式计算：尸=1一—生，其中， 植入体松动或断裂【4“J。多孔钛由于其孔隙的存在而大 Po 大降低了钛的强度和弹性模量，有效地减轻了由于植 p为多孔钛的密度(根据GB 入体和骨的力学性能的不匹配产生的应力屏蔽问题而 密度(4．505 备受关注【。”。本研究用传统的浆料发泡法制备出具有 良好的三维孔隙结构、生物力学相容性和生物活性的 多孔钛。 微机控制电子万能试验机r长春市朝阳试验仪器有限 公司，wD、n50)测定多孔钛的弹性模量和抗压强度， 2材料和方法 试样尺寸为10mm×10mm×10mm。 2 1 多孔钛的制备及表征 2．2表面活化处理及表征 选用商业纯钛粉(粒度38um，球形，纯度≥99．3 ％)为原料，分析纯双氧水为发泡剂，采用传统的浆 次用石油醚、无水乙醇和去离子水进行超声波清洗； 料发泡法来制各多孔钛。具体工艺过程如图1所示。 然后用1％