现代功能材料范文

现代功能材料范文现代功能材料范文 现代功能材料功能材料是指通过光 电 磁 热 化学 生化等作 用后具有特定功能的材料 在国外 常将这类材料称为功能材料 Functional Materials 特种材料 Speciality Materials 或精细材料 Fine Materials 中国20世纪70年代初期开始研究生物陶瓷 并用于临床 1974年开展微晶玻璃用于人工关节的研究 1977年氧化铝陶瓷在临 床上获得应用 1979年高纯氧化铝单晶用于临床 以后又有新型生 物陶瓷材料不断出现 并应用于临床 中国上海硅酸盐研究所 华南理工大学 北京市口腔医学研究所等 单位对生物陶瓷都进行了深入的研究 生物陶瓷的应用范围也正在逐步扩大 现可应用于人工骨 人工关 节 人工齿根 骨充填材料 骨置换材料 骨结合材料 还可应用 于人造心脏瓣膜 人工肌腱 人工血管 人工气管 经皮引线可应 用于体内医学监测等 生物陶瓷材料根据其在生物体内的活性可分为惰性生物陶瓷材料和 活性生物陶瓷材料 1 惰性生物用瓷生物惰性陶瓷主要是指化学性能稳定 生物相溶性好 的陶瓷材料 这类陶瓷材料的结构都比较稳定 分子中的键力较强 而且都具有较 高的机械强度 耐磨性以及化学稳定性 它主要有氧化铝陶瓷 单晶 陶瓷 氧化锆陶瓷 玻璃陶瓷等 又分为以下几种单晶 多晶和多孔 氧化铝 氧化锆陶瓷 碳素类陶瓷 2 活性生物陶瓷生物活性陶瓷包括表面生物活性陶瓷和生物吸收性 陶瓷 又叫生物降解陶瓷 生物表面活性陶瓷通常含有羟基 还可做成多孔性 生物组织可长入 并同其表面发生牢固的键合 生物吸收性陶瓷的特点是能部分吸收或 者全部吸收 在生物体内能诱发新生骨的生长 生物活性陶瓷有生物活性玻璃 磷酸钙系 羟基磷灰和陶瓷 磷酸三 钙陶瓷等几种 生物陶瓷由于是高温处理工艺所成的无机非金属材料 因此具有金属 高分子材料无法比拟的优点 首先是好的生物机械性能由于它是在高温下烧结制成 其结构中包括 键强很大的离子键或共价键 所以具有良好的机械强度 硬度 压缩 强度高 极其稳定 在体内难于溶解 不易氧化 不易腐蚀变质 热稳 定性好 便于加热消毒 耐磨 有一定润滑性能 不易产生疲劳现象 而且和人体组织的亲和性好 几乎看不到与人体组织的排斥作用 因 此能满足种植学要求 其次是组成范围宽由于陶瓷的组成范围比较宽 可以根据实际应用的 要求设计组成 控制性能的变化 可降解生物陶瓷在体内不同部位的 使用中 希望能针对被置换骨的生长特点获得具有不同降解速度的陶 瓷 否则 当降解速度超过骨生长速度时 就会产生 死区 影响修复 如果向此类材料中添加适当比例的非降解性生物陶瓷 就能调整降解 速度 满足临床要求 最后是容易成型 加工方便和易于着色通常认为陶瓷很难加工 但随 陶瓷加工设备和技术的进步 现在陶瓷的切割 研磨 抛光等已是成 熟的工艺 近年来又发展了可用普通金属加工机床进行车铣 刨 钻等的可切 割性生物陶瓷 利用玻璃陶瓷结晶化之前的高温流动性 可制成精密 铸造的玻璃陶瓷 可根据需要制成各种形态和尺寸 如颗粒形 柱形 管形 致密型或 多孔型 也可制成骨螺钉 骨夹板 制成牙根 关节 长骨 颅骨 等 采用特殊的工艺还可以得到尺寸精密的人工骨制品 利用生物陶瓷易于着色的性能 如陶瓷牙冠与天然牙逼真 利于整容 美容 目前 生物陶瓷在医用方面已经取得了显著的成果 比如人工陶瓷关节 骨骼填充陶瓷材料 临床可以成型的人工骨 用作放射治疗癌症的陶瓷以及热疗治癌的陶瓷 解决了许多以前无法攻克的医学难题 随着社会的进步 人类已不再满足简单模仿人体器官的形状 而是 追求功能尽善尽美的新型材料 生物陶瓷已成为当今医学领域一个不可缺少的重要部分 目前 材料科学界已经在这一方面进行了很多的研究 随着现代科学的飞速发展 技术上的改进不断完善 生物陶瓷的制备 方法也越来越向着可行性发展 多种C a P陶瓷与有机材料复合作为骨组织工程支架材料在临床试验中 如TC P 胶原 纳米晶HA 胶原 TCP 富血小板血浆等 形状记忆合金制备 有自膨胀和球囊扩张式两类 主要用于晚期恶性肿瘤引起的胆道狭理想的生物医用材料应该是对 人体无毒性 无致敏性 无刺激性 无遗传毒性和无致癌性等不良 反应 因此 了解生物医用材料对人体的生物学反应就显得至关重要 这些反应主要包括组织反应 血液反应及免疫反应 通过不断的研究开发 生物陶瓷更多的优良性能将被开发并应用 总之生物陶瓷有着很大的研究空间和广阔的发展前景 中国作为一个13亿人口的大