仿骨相磷酸三钙多孔生物陶瓷制备及降解(4)

通过计算公式得到平均降解率，其数据如表4所示。

表4 降解14天和28天后的降解率Table 4 14and 28days，the degradation rate of degradation序号 14天降解率／% 28天降解率／%1 3. 6. 2 4. 10. 3 5. 10. 4 5. 11.

由上表可以看出，4组试样降解情况良好，前14天降解率都在3%以上，其中最高的第4组达到了5.86%，降解率较高，这应该与第4 组陶瓷的致孔剂添加量30%与其他三组相比较高有关，较多的致孔剂在烧结过程中形成的孔隙更多，在降解过程中陶瓷与SBF溶液的接触面积大，导致降解速率更快。从表4可以看到在降解28天以后，4个组的陶瓷样品降解率都增加一倍左右，降解稳定性良好，随着时间的增长降解速率没有发生突变，试样的降解性能稳定。

图8 SEM 扫描图像Fig.8 SEM scanning image

对上述降解性能较好的第4组样品进行扫描电镜观察分析结果如图8所示，降解14天后的生物陶瓷的扫描电镜图片显示多孔β－TCP 生物陶瓷在SBF溶液降解均匀，与降解前相比表面有颗粒状新物质生成，生物陶瓷表面被一层新生颗粒状物质均匀覆盖。由于陶瓷表面的β－TCP 良好的生物相容性，溶液中的钙磷离子逐渐沉积在β－TCP表层后形核生长，研究表明［12］表面新生成的物质是类骨羟基磷灰石。

3.4 能谱分析

对仿骨β－TCP 生物陶瓷第4 组试样降解后的表面进行能谱分析，并分别对降解14天和降解28天的样品进行检测，结果如图9所示。

图9 能谱分析Fig.9 Energy spectrum analysis

从图9（a）中可看出，降解14天以后，钙磷两种元素原子比例由降解前的1.5上升至1.57，钙磷元素原子比的增大，证明降解过程中在生物陶瓷的表面产生了钙磷层物质，经XRD 分析为类骨羟基磷灰石物质。羟基磷灰石是形成骨骼的主要成分，因此可以判断在生物陶瓷降解的同时表面也有类羟基磷灰石物质的形成，体现了β－TCP陶瓷的生物活性。从图9（b）中可以看到降解28天以后，钙磷元素原子比例进一步上升达到1.63，更加接近羟基磷灰石的钙磷原子比1.67，说明随着生物陶瓷降解时间的增长，表面产生的类羟基磷灰石物质逐渐增加层叠，其成分更加接近骨骼。EDX 能谱分析与SEM 分析观测得到的结果一致，表明了多孔β－TCP生物陶瓷在降解过程中表层生成类骨羟基磷灰石物质。

4 结 论

本研究提出以一种新的物质2－膦酸丁烷－1，2，4－三羧酸作为磷源在凝胶反应合成前驱体的基础上高温烧结得到较传统液相合成方法更加纯净的微米级β相磷酸三钙粉体，采用致孔剂法通过模压成型高温烧结得到β－TCP 多孔生物陶瓷。陶瓷内部孔隙尺寸在几微米到几十微米范围内均匀分布，满足细胞长入陶瓷内部的条件，孔隙间相互贯通，可使毛细血管网络形成，利于营养物质输送。在模拟体液SBF溶液中的降解试验表明，多孔生物陶瓷表面有类骨羟基磷灰石物质生成。随着生物医学材料的进一步发展，β相磷酸三钙基生物陶瓷材料的用途和各项性能将受到更大的关注。

文章来源：《烧结球团》 网址: http://www.sjqtzz.cn/qikandaodu/2021/0616/515.html