4、珊瑚类似的特点,也可以采用水热法转化成轻基磷灰 石。此方法具有以下三大优点:珊瑚等生物矿物通常 具有网络状的多孔结构,碳酸根离子被磷酸根离子取 代后得到的磷灰石也保留了此结构。生物材料植入体 内后,孔结构能够促进骨组织向孔内生长，并且有助于 传送营养成分到再生组织内。在矿化剂kh2po4存在 的条件下，珊瑚(porites)经过10天左右时间的水热处 理就可以完全转化成磷灰石，而且保持了珊瑚的多孔 结构。生物矿物中除了碳酸钙以外,还存在si02、 mgo ai2o3等无机质和bmps等有机质,水热处理得 到的ha中部分保留了这些物质,使其与天然骨成分更 加接近，有助于提高材料的生物活性

　　5、;水热法制备ha 是在相对较高的温度(约200c)和压力(约15atm)下进 行，因此还具有转化速率快的优点。由于水热反应通常是在较高的温度和压力下进行, 由生物矿物转化得到的磷灰石的结晶度比人的自然骨 高，植入体内后它的降解速率低于新骨的形成速率，因 此限制了在临床上的广泛应用。2化学浸泡法制备磷灰石化学浸泡法也是一种将生物矿物转化为磷灰石的 常用方法，它是对水热法的重要改进和补充，它们之间 的本质差别在于工艺条件的不同。与水热法相比，化学 浸泡法所使用的温度和压力较低,通常在常压下进行， 温度控制在25100co生物矿物转化成磷灰石的机理主要包括固相离子 交换机理和

　　6、溶解-沉淀机理。由于水热法和化学浸泡法 的操作条件不同,导致生物矿物转化成磷灰石的机理 不同。水热法合成磷灰石时以固相离子交换机理为主, 形貌不发生明显变化;而化学浸泡法则以溶解-沉淀机 理为主，生成的磷灰石沉积在生物矿物表面，改变了原 始试样的形貌。溶解-沉淀反应过程如下:当生物矿物 浸泡到含磷酸根离子的缓冲溶液(pbs)后，表面发生溶 解反应，游离出钙离子。当溶液中的离子浓度达到过饱 和时，钙离子与溶液中的磷酸根离子反应生成片状的 磷酸钙盐并沉积到生物矿物表面。化学反应方程式如 下:caco3-*ca2+co2-3(2)5ca2+3po3-4+oh-ca5(po4)3oh(3)釆用水热法和

　　7、化学浸泡法制备的磷灰石的晶体结 构也存在显著差别。由于水热反应是高温、高压下进 行，合成产物为计量比的轻基磷灰石，且结晶度较高0化 学浸泡法是低温、低压下进行，得到的通常是缺钙疑基 磷灰石,ca/p比小于1.67oca5(po4)3oh中的ca2+离子 容易被溶液中的na+、k+离子等取代ca5(po4)3oh和 ca2+离子容易被co2-3离子取代,因此磷灰石的化学式 应该表示为 cal0-x-y/2(hp04)x(p04)6-x-y(co3)y(0h)2-xo 磷灰石晶 格中的离子被部分取代后结晶度降低,其晶体结构与 人的自然骨类似。低结晶度的磷灰石在溶液中具有较 高的溶解度，植入体内后容

　　8、易被降解，能够显著提高局 部区域ca2+和po3-4离子的浓度，促进新骨的形成。如 果磷灰石在250c下进行热处理，既可以保证材料不发 生热分解，而且还可以提高它的结晶度。3以生物矿物为原料制备磷灰石涂层水热法和化学浸泡法存在的一个共同问题是合成 的磷灰石的形状大小受生物矿物的限制。由于的 骨骼、牙齿等与贝壳、珊瑚等生物矿物的形状大小很 不相同，因此制备的磷灰石很难直接用做的硬组 织替代材料。此外，以生物矿物为原料制备的磷灰石虽 然具有优良的生物活性,植入体内后能够诱导碳酸根 型磷灰石在其表面迅速沉积，但是与中的骨、牙齿 等硬组织相比，它的力学性能差。低的断裂韧性和高的

　　9、 弹性模量不能满足临床上的要求。解决上述两个问题的重要途径之一是以磷灰石为 活性组分沉积到钛合金、不锈钢、钮、钻鎔钳合金表 面形成活性涂层，使得材料不仅生物活性优良,而且具 有与骨骼相匹配的力学性能。以碳酸钙粉末为原料制 备的磷灰石涂层的表面形貌与以贝壳粉末为原料制备 的涂层类似。磷灰石涂层的形成机理如下:电泳沉积法制备的 贝壳涂层浸泡到pbs溶液后，涂层表面发生溶解反应， 释放出ca2+离子。由于co32-和po43-离子是弱酸根 离子，因此还存在co32-的水解反应和h2po4-、hpo42- 的电离反应。当ca2+、po43- hpo42-和oh-离子的 浓度超过磷灰石的浓度积时

　　10、，发生再沉淀反应,生成磷 灰石纳米颗粒。随着浸泡时间的延长，生成的磷灰石纳 米颗粒不断增多，堆积在涂层表面形成片状结构。采用电泳沉积-化学浸泡法制备的磷灰石涂层具有优良的体外磷灰石形成活性,而且还具有所需设备 简单、成本低廉、操作方便、沉积工艺易控制等优点。 虽然涂层上的片状磷灰石交连在一起,形成化学键结 合，但是涂层与ti6ai4v基体之间的结合强度还有待进 步提高，以满足临床要求。4展望目前本领域还存在以下几个问题:通过体内生 物实验深入考察生物矿物尤其是有机质与骨结合状态、 细胞学、组织学等的变化规律;以生物矿物为原料制 备的磷灰石具有多孔结构，孔结构对生物活性的影响 规律尚未阐明;采用电泳沉积-化学浸泡法制备的磷 灰石涂层,其涂层和基体间的结合强度有待进一步提 高，以满足临床需要。

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