生物陶瓷材料与仿生复合材料

仿生材料或生物材料与工业材料的最大区别是在生理环境下使用。移植在生物体内的仿生材料，除了能达到补钙的目的以外，对周围组织和血液不应该有不良的影响，即应具有生物相容性。另外，植入人体的仿生材料，应有足够的力学性能，不能发生脆性破裂、疲劳断裂及腐蚀破坏等，即应具有力学相容性。

　　仿生材料的性能

相容性

通常，仿生材料植入人体后，都是在非常严重的腐蚀环境中使用。例如，牙科材料是在与口腔内粘膜、唾液、硬组织牙齿以及大气接触状态下使用。而整形外科材料，则与软硬组织（如筋、骨骼、肌腱）等接触，并处在血液、间质液、淋巴液、关节润滑液等液体浸蚀状态下使用。因此，仿生材料应具备的生物学条件是：一是无毒无过敏反应，具有化学稳定性；二是具有良好的耐腐蚀性；三是没有致癌性和抗原性；四是不会引起血液凝固和溶血；五是不会引起异常的新陈代谢；六是不会在生物体内变质，产生吸附物和沉淀物。

力学性能

仿生材料的最终使用形式是制成人体内可接受的器官或器件。因此仿生材料必须与人体结构（包括器官）的力学性能相容。为此，仿生材料应具备以下力学性能：一是有一定的静载强度（包括抗拉、压缩、弯曲和剪切强度）；二是有适当的弹性模量和硬度；三是具有耐疲劳和耐磨性；四是具有良好的润滑性。其中，解决摩擦磨损是人工关节材料的关键。

　　生物陶瓷

生物陶瓷的种类很多，从外观和形状上看可以是粉末、涂层和块体。从物相结构看可以是单晶、多晶、玻璃或复合材料，它们在修复人体器官时所发挥的功能也不尽相同。

生物陶瓷类型及物相的选择取决于临床应用对其性质和功能的要求。如粉末状的可用于骨缺损的填充，涂层可改善种植体与组织间的界面物性。蓝宝石单晶因为强度高曾用做牙根种植，而A/W玻璃陶瓷因其可以与骨键合且具有较高的强度，可以用于脊椎骨替换。惰性陶瓷材料主要是氧化铝合生物碳。其中，氧化铝髋关节早在上世纪七十年代就已经用于临床。今年来氧化锆增韧的氧化物陶瓷由于其高强度而逐渐受到重视。

以磷酸盐为基的生物活性陶瓷是目前生物陶瓷研究中最活跃的领域。

 

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