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本文在初步研究成人股骨组成与结构的基础上,选择β-Ca3(PO4)2
(β-TCP)粉末为原料,加入适当的高温粘结剂,制得了β-TCP多孔
生物降解陶瓷。常规性能测定表明:β-TCP降解陶瓷具有良好的抗压
强度,其大孔与微孔分布均匀,孔道相互连通。X-射线衍射、红外和
拉曼光谱、扫描电镜等测试结果表明:材料以β-TCP晶体为主晶相,
并随着粘结剂含量不同而存在少量的其它晶相及非晶相物质。体外模
拟溶解实验和动物实验结果表明:当材料植入动物体内8周后,与骨
组织交界的材料颗粒开始分离,且外形变得不规则;当材料植入24
周以后,材料中出现大量分离的颗粒,并逐渐消失。
研究表明:烧结温度对β-TCP材料的降解特性产生着很大影响,
在保证材料足够强度的情况下烧成温度愈低,β-TCP的生物降解性能
则愈好。本文创造性地通过加入特殊配制的磷酸盐粘结剂,在不到
900℃烧结成多孔β-TCP陶瓷,从而远低于国外一些学者提出的1150
℃β-TCP烧成温度。另外众多并且连通的气孔也将会非常有利于所制
材料的生物降解。
本课题的主要研究成果和特点还在于所研制的β-TCP材料植入体
内后能很好地诱导新骨组织再生,而自身却在骨再生过程中发生降解
并逐渐为新骨组织所取代。论文在最后部分详细地探讨了多孔β-TCP
材料的生物降解机理,这一点即使在国际上也处于研究前沿。研究结
果表明β-TCP材料的生物降解主要包括两条生物学途径:即在体液中
的溶解和被破骨细胞及巨噬细胞生物学分解。通过运用45Ca原子示踪
技术,我们还发现材料降解后所产生的Ca2+离子,一部分迅速进入血
液,并通过血液循环分布到机体的各脏器组织中,参与机体的新陈代
谢;另一部分则储存在于钙库中,并被利用参与植入区局部或植入远
处新骨的钙化。本文最后提出了一个β-TCP多孔陶瓷在体内的降解模
型,且这一模型已得到了对β-TCP材料进行组织学观察的实验解释。
主题词:生物降解、多孔陶瓷、β-Ca3(PO4)2