生物活性玻璃陶瓷材料是一种力学性能、生物活性和生物相容性非常优异的材料,长期以来,作为人体硬组织的修复和替代材料为人类健康水平的提高发挥了重要的作用。组织工程的发展表明高钙磷比的无硅磷酸盐玻璃陶瓷是非常有前景的一类移植材料。溶胶-凝胶法具有制备的材料化学组分均匀、烧结温度低、材料颗粒小等特点而受到广泛关注,研究表明其更适用于合成高钙磷比的磷酸盐玻璃。本文采用溶胶-凝胶法制备生物活性玻璃陶瓷前驱体粉末,采用有机泡沫浸渍法制备多孔支架材料,以CaO-P2O5-Na2O为基础玻璃体系,在CaO/P2O5摩尔比为1.5的情况下,研究B2O3的添加量对玻璃陶瓷相组成、玻璃结构、微观结构和力学性能的影响,在模拟体液中(SBF)测试其对材料生物活性的影响。实验结果表明,B2O3的加入可以提高玻璃结构的稳定性能,抑制析晶,其以[BO3]、[BO4]和[PBO4]单元进入磷酸盐网络结构,稳定玻璃结构。玻璃经热处理后可获得多孔结构,析出的主晶相为微米级的β-Ca2P2O7,在加入5mol% B2O3的玻璃陶瓷中有少量的CaPO3(OH)析出。加入适量B2O3可以提高材料的力学性能,CaO-P2O5-Na2O-5B2O3玻璃陶瓷弯曲强度平均约为44MPa,可用作小面积的骨修复材料。在模拟体液中浸泡2个月后表明,溶胶凝胶法制备的玻璃陶瓷具有良好的生物活性。溶液中钙离子浓度在初期呈现上升趋势,之后开始降低,样品降解一段时间后表面产生了新的物质,经XRD分析为类羟基磷灰石和羟基磷灰石。添加5mol% B2O3使得玻璃陶瓷降解稳定,溶液pH值波动较小,30d后试样表面覆盖了一层磷灰石。因离子沉积速率不同,玻璃陶瓷的孔壁上优先析出羟基磷灰石。B2O3的加入促进羟基磷灰石矿化层的形成,提高了材料的生物活性。添加8mol% B2O3会导致晶粒异常长大,材料在降解过程中出现裂纹,力学性能下降。