生物复合材料。骨水泥,羟基磷灰石和骨修复仿生复合材料

主题

骨水泥复合材料

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仿生复合材料混合

总结

骨水泥复合材料

在过去的五年中,骨水泥材料越来越受欢迎,是非常有前景的骨移植物的骨传导替欧洲杯足球竞彩代品。它们的制备方法类似于丙烯酸水泥,含有一系列粉末,如磷酸一钙、磷酸三钙和碳酸钙,这些粉末被混合在磷酸钠溶液中。这些水泥的生产不聚合,反应几乎不放热。据报道,最终化合物的压缩强度为10-100 MPa,而拉伸强度为1-10 MPa,尽管在剪切力下非常弱。这些复合材料目前被用于骨科治疗骨折。研究表明,这些材料可以提高骨质疏松患者椎体的抗压强度。欧洲杯足球竞彩注射磷酸钙水泥已被证明是可行的,它确实提高其抗压强度。

羟基磷灰石复合材料欧洲杯足球竞彩

通过添加各种陶瓷增强体、金属纤维、硅,制备了羟基磷灰石/陶瓷复合材料3.N4或羟基磷灰石晶须,Al2O3.血小板和ZrO2粒欧洲杯猜球平台子。在许多情况下,复合材料不能成功地制备,由于致密性差的问题,机械性能不能得到改善。

羟基磷灰石/金属复合材料和羟基磷灰石/聚合物复合材料是两种典型的材料,研究了它们对提高合成羟基磷灰石韧性的作用。欧洲杯足球竞彩在这两种情况下,韧性都可以得到改善,这是由于金属或聚合物韧带的塑料拉伸产生的裂缝面桥接机制。张et al。提出了一种以银粒子分散的羟基磷灰石增韧复合材料。欧洲杯猜球平台这种材料是用传统的烧结方法得到的。结果表明,复合材料的韧性可达2.45 MPa m1/2在装载混合物时,加入(30 vol%)银。银的使用不仅是利用了银在断裂韧性方面的延展性,而且因为银是惰性的,具有抗菌性能。试图用碳纤维增强塑料和各种复合材料来取代金属合金来稳定断裂的尝试收效甚微。尽管一种新的钛金属芯复合髋关节植入物已经在欧洲进行了临床评估,并取得了良好的结果。

仿生复合材料混合

合成无机材料基复合材料的传统方法是对组成相的混合物进行热处理。这一过程在生物材料生产领域也很常见;欧洲杯足球竞彩然而,它在概念上与自然界中发生的生物矿化过程相距甚远。自然过程产生精细的混合结构,这是很难复制的经典固结过程。传统的烧结方法不能直接用于陶瓷/聚合物复合材料的生产,因为没有聚合物能够承受陶瓷材料的致密化温度。通过在聚合物基体上加载无机填料,制备了羟基磷灰石/聚乙烯复合材料。近年来,一些研究小组已经证明了这种方法的可行性在体外仿生材料结构的合成技术。

虽然许多公司开始生产一系列的临床产品,但复杂的仿生路线尚未配对,这些技术到目前为止还没有被证明完全适用于临床应用。可以预见,越来越多的致密杂化材料将被引入,为生物材料的生产和应用开辟了全新的前景。欧洲杯足球竞彩

一种新的替代路线,基于原位最近也有人提出了聚合过程,将其转化为无机支架(具有亚微米大小的开放孔隙)。该方法是一种介于传统烧结和生物矿化之间的方法在体外,因为它仍然采用烧结的方法制备无机支架,但支架与有机相的后续杂交是通过化学途径进行的。该方法能够合成仿生(混合)无机/有机复合材料,同时针对相对复杂的结构设计;这是一个相当简单和容易复制的过程。图1给出了这种有效合成路线的示意图。

图1所示。新一代杂化材料的原位聚合合成路线示意图。欧洲杯足球竞彩

天然生物材料如骨、珍珠质、海胆牙齿等在自然界中坚硬的杂化材料的一个共同特征是欧洲杯足球竞彩无机相与有机相之间的强烈的微观相互作用。这一特性使得有机相可以充当一个塑料的能量耗散网络,在纳米级水平的扩展裂纹表面形成伸展(桥接)韧带。这种复杂性导致了一种普遍的看法,即要模仿自然设计,原位应采用综合技术。例如,将碳酸钙或羟基磷灰石沉淀到聚合物基体中,已被提出作为一种新的合成方法来合成仿生复合材料。尽管在理解生物矿化和开发新的制造工艺方面取得了重大进展,但迄今为止,通过这些方法获得的复合材料是迄今为止的在胚胎阶段在实际应用中,由于其结构性能较低。

对两种天然生物材料,牛股骨和日本珍珠质(欧洲杯足球竞彩Crassostrea Nippona),并与经原位ε-己内酰胺渗透到多孔磷灰石支架中的聚合反应表明,与整体羟基磷灰石相比,断裂的高功约为两个数量级,这是由于在断裂扩展过程中蛋白质或聚合物韧带在裂纹表面的拉伸。

总结

虽然人工合成的杂化材料和复合材料的纳米级建模仍处于初级阶段,但在使用强合成分子的同时模仿自然的微观结构可能会导致新一代生物材料,其韧性特征将与自然界中可用的材料相媲美。欧洲杯足球竞彩在这些新型杂化复合材料中,其形态和生物活性的优化仍然是一个巨大的挑战。

参考原文可以找到一套完整的参考文献。

主要作者:G. Heness和B. Ben-Nissan

来源:摘自《材料论坛》2004年第27期“创新生物陶瓷”。欧洲杯足球竞彩

欲了解更多信息,请访问澳大利亚材料工程研究所欧洲杯足球竞彩

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