文档介绍：Si-doped 羟磷灰石的烧结属性和精细结构分析摘要由于生物矿化和骨的形成从添加硅中受益,Si-doped 羟磷灰石(Si-HA) -作为一个有前途的骨生物材料,已经被深入的调查。在当前的工作,Si-HA 样本通过水沉淀方法合成。它的烧结特性在其阶段性组合和过渡方面被研究。这种阶段性组合和过渡受硅掺杂比例和烧结温度的影响。结果表明, 所有制备好并烧结的低硅掺杂样品(Si %≦ wt% )拥有 HA 阶段性; 而高硅掺杂样品(Si %≧2wt%) 存在非晶阶段准备, 并在 1250 ?c 的烧结过程中被大量的甚至完全改变为β-tricalcium 磷酸(β-TCP) 。里特维德细化了 x射线衍射模式,把它用来确定粒子大小、微应变因素和各向异性分布。根据细化结果, 我们知道,计算各向异性粒子的大小与透射电子显微镜观察是相对应的, 这种微应变在所有改进中成比例的分布。 Si-HA 精细结构的准确变化,在考虑各项分布后,被进一步细化的研究。( 有些数据可能只在网上杂志为彩色) 1. 介绍作为脊椎动物骨骼的主要无机成分, 羟磷灰石(HA) 被广泛用作骨修复生物材料, 例如 bone-filling 材料, 可以使涂层生物相容的金属植入物和无机/ 有机复合组织工程支架[1-4] 。然而, 尽管它的生物相容性和 osteoconductivity,H A 并不拥有具体论述活动,这将直接影响到骨槽的植入物和骨缺损的早期愈合率。为了生成导成骨,HA生物材料被合并到生物实体,如生长因素、多肽和细胞。这种解决方案, 成本高, 来源有限, 存储需求大大限制了大规模生产和临床应用。另一个有用的方法是修改其化学成分,例如,通过外来元素掺杂。研究表明,HA 晶格能接受许多阴离子(F ?,CO32 ?,等等)和阳离子(Zn2 +,Sr2 +、Mg2 +等)(5 -9), 生物属性也相应的被修改[10 -12] 。硅是骨骼中一个重要的微量元素,它能增加生物矿化率并促进骨骼形成。在最早阶段大的骨骼钙化期间[13 -16] ,硅容量在年轻动物的骨骼钙化活跃地区大量增加[17] 。此外, 据报道,硅促进了软骨细胞细胞外基质的分泌,这对骨矿化也是很重要的[18] 。另一方面, 通过动物实验证明,硅不足可能会导致各种骨疾病[14, 19-21]。因为硅对有骨矿化有极大影响,Si-dopedn 羟磷灰石(Si-HA) 能够用来增强骨槽,从而促进骨早期愈合。近几十年来,纳米级 Si-HA 已经通过湿化学过程做好准备[22], 其生物学特性也从体内到体外被调查研究(第30-33) 。先前的研究集中在 Si-HA 的微观结构和相关的分析计算的执行。然而,截然不同, 甚至在 Si-HA 微结构的获得出现相反的结果。表 1 列出了一些关于 Si-H A 晶格参数与硅的掺杂比。在这些出版物中, 多是注意硅掺杂在阶段组合中对烧结性能的影响。在当前的工作中, 我们准备了一系列纳米纯 HA和Si-HA 粉末,并调查它们与不同硅掺杂比例的阶段组成, 以及粉末的烧结性能。 Si-HA 样本的精细结构分析通过里特维德细化 x 射线粉末衍射数据来执行。除了分析之前的研究路线,由于HA 晶体的优先发展方向,目前的细化考虑到了各向异性晶体大小和微应变的因素,而不是按照以前的分析研究线路,从而得到更准确精细的结论。 2