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羟基磷灰石复合及掺杂改性研究进展

2021-09-24朱艳超古卫乐徐逸凡操未青

有色金属材料与工程 2021年4期
关键词:壳聚糖复合材料生物

田 键,汤 钒,胡 攀,朱艳超,古卫乐,刘 旻,徐逸凡,操未青

(1. 湖北大学 材料科学与工程学院,湖北 武汉 430062;2. 功能材料绿色制备与应用教育部重点实验室,湖北 武汉430062;3. 工业废弃物绿色产业化应用技术湖北省工程研究中心,湖北 武汉 430062;4. 玉林师范学院 碳酸钙产业发展研究院,广西 玉林 537000;5. 湖北湖大天沭新能源材料工业研究设计院有限公司,湖北 武汉 430062)

羟基磷灰石(hydroxyapatite,HAP),分子式为Ca10(PO4)6(OH)2,属于磷酸盐生物矿物质,相对分子质量为1 004,密度为3.156 g/cm3,熔点为1 650 ℃,溶解度为10−5%,折射率为1.64~1.65,其Ca/P原子物质的量比的理论值为1.67,其晶体结构属于六方晶系,P63/m空间群,呈L6PC对称型。HAP作为人体骨骼矿物质的主要成分,有着良好的生物相容性和生物活性,对人体无毒副作用,主要应用于生物医学领域,在骨修复、骨替代、药物载体及缓释方面有着较为优异的表现。不仅如此,HAP在吸附材料、电子材料、半导体材料、催化剂、涂料等方面也有一定的应用。但作为骨修复材料时,由于其本身力学性能较差,抗剪切和弯曲强度较低,只能局限于无负荷或低负荷的骨缺损的修复,极大地限制了其应用[1]。研究表明,以纳米级羟基磷灰石(nanograde hydroxuapatite,nHAP)为基础组分,复合高分子材料构建的支架材料有诸多优点:力学性能逐渐衰减,能匹配新骨形成过程中所需的渐变的力学环境,对缺损部位能提供良好的力学支撑,复合的生物高分子多具有直接或间接的调节局部微环境,加速骨生成的作用;同时,可改变材料的孔径及孔隙率,以更好地吸附生物活性因子或种子细胞等[2],例如,清华大学材料科学与工程系研制的nHAP复合胶原/聚乳酸植骨材料已被批准临床应用,并在骨科临床小块植骨方面取得良好的效果。……

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