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(β-TCPHA)Ti复合材料的制备及其组织结构与性能研究
引言
随着人民生活水平的提高以及人口老龄化的加剧，自我修复与组织替代的能力显著降低，骨质疾病的发病率在逐年攀升。因此，对骨折、关节置换、颌骨修复等方面的骨组织工程材料的需求不断增加。硬组织当中主要含有磷酸钙这一类化合物，其主要成分为羟基磷灰石(HAp)和三钙磷酸钙（β-TCP）。因此，研究β-TCPHA复合型骨植入材料，具有重要意义。本文介绍了制备β-TCPHA复合材料的方法，以及结构特点与性能研究。
制备方法
β-TCPHA复合材料制备的常用方法有以下几种：
（1）固相反应法：将β-TCP晶体和HA粉末混合，样品加热至一定温度，使两种材料发生反应。这种方法制备的材料成本低，制备简单，但材料纯度难以掌控，且催化剂残留量较高。
（2）溶胶凝胶法：将金属离子和有机酸配合物先在溶液中形成胶体，然后加入β-TCPHA晶体，待反应结束后经过热处理，形成纯度高的复合材料。
（3）共沉淀法：将β-TCP和HA先在溶液中共沉淀成一固体，之后热处理，形成材料。
由于本研究的需要，在本文中选择了共沉淀法进行β-TCPHA复合材料的制备。
实验步骤：
（1）称取一定数量的碳酸钙和磷酸二氢钾溶液（pH=7）混合均匀；
（2）将溶液倒入匀速搅拌的溶液中，搅拌20min；
（3）定量加入共沉淀剂氯化氨溶液，并保持搅拌至悬浮液中的沉淀沉积完全；
（4）连续清除悬浮液中多余的草酸离子、氯离子和杂质等，然后以超纯水洗涤到中性，干燥。
结构特点
制备的β-TCPHA复合材料可以经过XRD和SEM等分析手段对其结构进行表征。从XRD图中可以看出，复合材料中焙烧后的β-TCP和HA期都能得到良好的物相纯化和杂质的完全消除，说明制备的复合材料具有较高的纯度，晶体结构良好。同时，FTA-IR谱图显示，复合材料中有羟基、磷酸根离子、氨基和磷酸盐等结构单元。
SEM图像表明，复合材料具有均匀的颗粒分布，颗粒大小均一，表面质量优良。无论从理论计算还是从实体测量结果来看，复合材料均力学性能适中，可以在骨科领域中得到广泛应用。
性能研究
为更好地探究β-TCPHA复合材料的性能特点，对其进行了生物活性、机械性能以及体外降解性能的研究。
（1）生物活性：经过体外模拟生物环境后，材料表面会在一定时间内出现磷酸盐沉积层，表现出明显的生物活性特点。该现象说明β-TCPHA复合材料在生物环境中可以与组织成分兼容，具有良好的附着性和生物地陷性。
（2）机械性能：在振动频率为1Hz，荷载频率为0.5mm/min的条件下进行压缩力学测试。测试结果表明，复合材料在压缩过程中表现出较好的韧性，具有良好的力学性能，符合生物医学材料使用的标准。
（3）降解性能：β-TCPHA复合材料在体外的降解速度较快，经过4周的培育后，材料的降解率约为50%，表明β-TCPHA复合材料具有良好的体外降解性能。
结论
本文从β-TCPHA复合材料的制备方法、结构特点和性能研究等方面综述了β-TCPHA复合材料在骨组织工程领域中的潜在应用前景。综合各方面测试结果来看，β-TCPHA复合材料具有较好的生物活性、机械性能和体外降解性能，未来在骨组织修补和替代方面有着重要的应用前景。