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硅酸三钙的制备及硅磷酸钙骨水泥的理化性质

作　者: 张翠娟
导　师: 杨洪
学　校: 河南师范大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: 硅酸三钙 骨水泥 固化液 凝固时间 抗压强度
分类号: R318.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 51次
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内容摘要


实验目的:（1）传统的固相反应法制备硅酸三钙（3CaO·SiO2,C3S）,通常需要在1500℃或以上的高温下煅烧,若要得到纯度较高的C3S还需要反复煅烧或较长保温时间。探讨一种在较低温度下,合成纯度较高的C3S粉体的制备工艺;（2）用制备的C3S与磷酸钙系（磷酸四钙TTCP+磷酸氢钙DCPA）骨水泥复合,以期调节磷酸钙系骨水泥的固化时间和降解速率,优化抗压强度,改善磷酸钙系骨水泥的生物活性。实验方法:（1）用共沉淀反应法,掺杂氟化钙（CaF2）制备了C3S粉末,根据甘油无水乙醇法测定样品中自由氧化钙（f-CaO）的含量,并用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对粉料进行表征;（2）用吉尔摩（Gilmore）双针法测定复合骨水泥的固化时间;骨水泥抗压强度的测定评价骨水泥的力学性质;骨水泥在模拟体液（SBF）中浸泡后,其浸提液pH值及骨水泥体质量随时间的变化,并结合SEM和XRD微观结构的观察,对骨水泥在人体内动态变化的规律进行描述。实验结果: （1）对制备工艺条件进行优化,在1350℃下保温4 h,CaF2掺量为0.6wt%时,就可以得到比较纯的C3S,与已有的工艺相比,降低了煅烧温度,缩短了保温时间。（2）随着C3S百分含量的增大,固化时间先增加后减少然后又增加。（3）随着C3S百分含量的增加,骨水泥的抗压强度先升高后降低,在C3S的含量为40%时,骨水泥的抗压强度达到最大值21.6MPa,比磷酸钙系（TTCP+DCPA）骨水泥的强度稍高。（4）复合骨水泥具有较好降解性,而且随着C3S百分含量的增加,骨水泥的降解率增大,在C3S的含量为40%时,骨水泥的降解率达到最大值10.26%,浸泡完成后复合骨水泥维持较高的抗压强度,在浸泡到第7 d时,抗压强度达到最大值27.84MPa。复合骨水泥浸泡7 d后浸泡液的pH值接近中性。实验结论:C3S的引入延长了磷酸钙系（TTCP+DCPA ）骨水泥的固化时间,提高了骨水泥的降解性,在一定程度上提高了磷酸钙系骨水泥的抗压强度。制备的复合骨水泥克服了磷酸钙系（TTCP+DCPA）骨水泥降解率低的缺点,而且具有适宜的固化时间,较高的抗压强度和良好的生物活性和安全性,可作为一种潜在的骨水泥修复材料。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
缩略词对照表  10-11
引言  11-19
  1 骨水泥材料概述  11-17
    1.1 PMMA 骨水泥  11-12
    1.2 磷酸钙骨水泥  12-14
    1.3 硅酸钙系骨水泥  14-17
  2 本论文研究的目的和任务  17-19
1 实验试剂及仪器  19-21
  1.1 主要试剂  19-20
  1.2 主要仪器  20-21
2 骨水泥原料的制备及微观结构表征  21-23
  2.1 C_3S 粉体的制备及表征  21-22
  2.2 TTCP 固相粉末的制备及微观结构表征  22
  2.3 DCPA 固相粉末的制备  22-23
3 骨水泥的制备及理化性质的研究  23-27
  3.1 骨水泥的制备  23
  3.2 骨水泥理化性质的测定  23-27
    3.2.1 骨水泥凝结时间的测定  23
    3.2.2 体外骨水泥浸泡实验  23-24
    3.2.3 骨水泥抗压强度的测定  24
    3.2.4 骨水泥显微结构分析  24-27
4 实验结果  27-41
  4.1 C_3S 的制备  27-29
    4.1.1 f-CaO 含量的测定  27-28
    4.1.2 XRD 分析  28-29
    4.1.3 SEM 分析  29
  4.2 TTCP 的XRD 图谱  29-30
  4.3 复合C_3S 骨水泥的理化性质  30-41
    4.3.1 不同钙磷摩尔比对骨水泥理化性质的影响  30-31
    4.3.2 不同固化液对骨水泥理化性质的影响  31-32
    4.3.3 C_3S 含量对骨水泥理化性质的影响  32-33
    4.3.4 固化液摩尔浓度和液固比对骨水泥理化性质的影响  33-35
    4.3.5 不同老化时间对骨水泥抗压强度的影响  35-36
    4.3.6 体外浸泡实验结果  36-38
    4.3.7 XRD 分析  38-40
    4.3.8 SEM 分析  40-41
5 讨论  41-47
  5.1 C_3S 的制备  41-42
  5.2 骨水泥的理化性质  42-47
    5.2.1 固化时间  42-43
    5.2.2 抗压强度  43-44
    5.2.3 体外模拟体液浸泡  44-47
6 结论  47-49
7 展望  49-50
8 论文创新点  50-51
参考文献  51-56
附录  56-61
致谢  61-62
攻读学位期间发表的论文  62-63

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中图分类: > 医药、卫生 > 基础医学 > 医用一般科学 > 生物医学工程 > 一般性问题 > 生物材料学
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