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羟基磷灰石是人体骨骼及牙齿的主要无机成分,早在1790年Werner用希腊文字将这种材料命名为磷灰石。1926年Bassett首次用X射线衍射对其进行分析,1937年McConnell对磷灰石化合物晶体化学性质进行了大量研究。1972年,日本学者HidekiAoki成功合成羟基磷灰石并烧结成陶瓷;之后不久,Aoki等发现烧成的羟基磷灰石陶瓷具有良好的生物相容性。由于其良好的生物相容性,世界各国都对羟基磷灰石材料进行、开展了基础研究和临床应用。
氢氧化钙——磷酸二氢钙反应体系中,改变反应体系中钙磷配比、反应体系浓度、螯合剂填加量都会对产物产生影响。在反应体系中钙磷配比不变条件下,一定范围内随着螯合剂量的增加,非均质形核质点数增加,生成物粒子尺寸也随之减小;同时,螯合剂与反应体系中氢氧化钙发生螯合,引起前驱产物中钙磷比缺失并出现磷酸一氢根,导致前驱物在1200℃烧结时分解生成磷酸钙与羟基磷灰石。
不加螯合剂时提高反应体系中反应物浓度,生成复杂的磷酸钙盐。这与反应体系中磷酸二氢根电离速率有关,由于磷酸二氢根电离速率跟不上反应的进程,致使反应体系中生成复杂的磷酸钙盐。
通过提高反应体系中的钙、磷比,高温烧结可获得结晶性非常好的磷灰石。低温烧结时,粒子长大很缓慢或几乎没有长大,高温烧结时粒子急速长大,并随时间延长而长大;前驱产物烧结前是否进行冷压、是否经过乙醇处理对烧结产物的粒子尺寸没有明显影响;凝胶直接烧结可以获得高致密度的大晶粒磷灰石。
采用非晶、微晶态纳米羟基磷灰石及晶态大晶粒尺寸羟基磷灰石修复动物颌骨缺损,结果表明微晶纳米羟基磷灰石具有良好的生物相容性及生物降解性,加速了新骨的生成速度。成骨过程中该材料为多中心成骨,在此过程中纳米羟基磷灰石作为骨生成和改建的材料被降解吸收,参与骨代谢,它的吸收速度与组织的长入速度基本一致。微晶纳米羟基磷灰石成骨过程中效果要优于非晶纳米磷灰石,晶态大晶粒尺寸磷灰石的吸收降解速率很慢,实验结束时仍有大量材料没有降解,效果不好。