磷酸钙骨水泥的水化放热行为

深入研究了由磷酸四钙（tetracalcium phosphate,TECP)和无水磷酸氢钙（dicalcium phosphate anhydrous,DCPA)组成的磷酸钙骨水泥（calcium phosphate cement,CPC)水化反应过程的放热行为及其影响因素。CPC的水化反应是放热反应,整个反应经历初始期、诱导期、加速反应期、减速反应期及终止期5个时期。引入羟基磷灰石（hydroxyapatite,HAP)晶种可使诱导期缩短,反应峰前移,且在25℃时引入晶种的影响较37℃时更为明显,这是由于晶种的引入降低了异相成核的活化位能的缘故。提高温度不仅使反应峰前移,而且使反应峰明显增大,由此计算出反应活化能为176kJ/mol。原料颗粒大小及钙磷比对水化反应影响很大,降低TECP的粒径及样品的钙磷比会使反应速度明显加快,且使反应峰大大提前,由25℃时n(Ca)/n(P)为1．5和1．67时的水化反应热可以计算出磷酸四钙和缺钙羟基磷灰石（calcium-deficient hydroxyapatite,CDHA)的标准摩尔生成焓分别为－5908kJ/mol和－11119kJ/mol。     

自硬化磷酸钙骨水泥的微结构分析

应用SEM研究了磷酸四钙(TTCP)和无水磷酸氢钙(DCPA)组成的磷酸钙骨水泥(CPC)体系水化过程中浆体的微结构.结果表明:完全硬化的CPC由纳米级针状羟基磷灰石微晶组成,微晶与人体骨有类似的低结晶度和结构特性.CPC产物结晶形态与Ca与P摩尔比有关,Ca与P摩尔比减小,CPC水化产物的轴比增大而形态较细长.     

羟基磷灰石晶种对a—磷酸钙骨水泥水化的影响

在a—磷酸钙骨水泥体系中分别添加用沉淀法合成的结晶完整的羟基磷灰石品种(HAp)和由机械—化学法制备的结晶程度较差的羟基磷灰石品种(HAm)。研究两种品种对骨水泥固化时间、抗压强度和产物微观结构的影响。结果表明：添加品种可以降低产物成核所需克服的势垒、促进成核、大幅度缩短骨水泥的固化时间。末加晶种的骨水泥的固化时间为30min，加入质量分数4％HAm和质量分数4％HAp晶种的骨水泥，其固化时间分别为11min和15min。同时，添加晶种能有效抑制品粒生长，有利于抗压强度的提高。添加HAm和HAp品种的骨水泥，其抗压强度均高于末加品种的骨水泥强度。     

磷酸钙骨水泥水化过程的交流阻抗特性

研究了磷酸钙骨水泥水化经过程的交流阻抗行为,结果表明：不同水化时间样品的交流阻抗谱在低频区是相互平行的,与实轴的交点值先增大,水化４ｈ后开始减少,表明在水化开始阶段由于水化产物的形成而使Ｐ．ｒ０（孔隙率与平均孔径的乘积）值减小,４ｈ以后,随着水化的进行,Ｐ．ｒ０值不但不降低,反而有所升高,实验结果还表明,固液化越大,交流阻抗谱直线同实轴的交点值越大;不同颗粒配比的样品其阻抗谱有所不同,水化２４ｈ后     

磷酸钙骨水泥水化过程中浆体pH值变化的研究

为避免磷酸钙骨水泥(CPC)浆体固化过程中的pH值变化对人体的不良影响,着重研究了pH值相关影响因素.研究表明:水化过程中CPC的pH值随Ca与P的摩尔比减小而降低,加入晶种,同期pH值变化值降低.颗粒大小不同匹配可调节CPC浆体pH值变化,较大粒径TTCP和较小粒径DCPA匹配有利于得到近中性的pH变化值,适于临床应用.     

磷酸钙骨水泥的水化反应、凝结时间及抗压强度

研究了磷酸钙骨水泥（ＣＰＣ）水化反应动力学及凝结时间和抗压强度的变化规律。结果表明：水化反应前期动力学由磷酸钙盐原料的表面溶解控制,４ｈ后由水分子通过产物层的扩散控制。根据凝结过程中浆体流变特性的变化,提出了ＣＰＣ凝结过程的物理本质,并提出了凝结时间的一个简化模型,指出了调节凝结时间的一些途径。研究了水化反应过程中抗压强度的变化规律及其与水化反应动力学、浆体微结构演变的关系,指出提高ＣＰＣ材料抗压     

羟基磷灰石晶种对α-磷酸钙骨水泥水化的影响

在α -磷酸钙骨水泥体系中分别添加用沉淀法合成的结晶完整的羟基磷灰石晶种 (HAp)和由机械 -化学法制备的结晶程度较差的羟基磷灰石晶种 (HAm)。研究两种晶种对骨水泥固化时间、抗压强度和产物微观结构的影响。结果表明 :添加晶种可以降低产物成核所需克服的势垒、促进成核、大幅度缩短骨水泥的固化时间。未加晶种的骨水泥的固化时间为 30min ,加入质量分数 4%HAm 和质量分数 4%HAp 晶种的骨水泥 ,其固化时间分别为 11min和 15min。同时 ,添加晶种能有效抑制晶粒生长 ,有利于抗压强度的提高。添加HAm 和HAp 晶种的骨水泥 ,其抗压强度均高于未加晶种的骨水泥强度     

添加两种不同工艺合成的HAP对磷酸钙骨水泥胶凝性能的影响

在α-TCP/TTCP系磷酸钙骨水泥中分别添加化学沉淀反应合成的低结晶度羟基磷灰石(HAP)及采用高温固相反应法制备的高结晶度HAP,探讨这两种晶体对磷酸钙骨水泥胶凝性能的影响.结果表明:低结晶度的HAP粉末可以起到晶核作用,降低核化势垒使水化反应速度加快,凝结时间缩短,但由于水化产物从饱和溶液中析出太快、太细,晶体发育不完整,易通过溶解再结晶使抗压强度有所下降.高结晶度的HAP会使水化反应速度减慢,凝固时间延长,相当于"骨料"存在于水泥基体中而使抗压强度有所提高.     

超细硅酸钙对磷酸钙骨水泥性能的影响

选择α-磷酸三钙(α-TCP)为基本原料,添加羟基磷灰石(HAP)、磷酸氢钙(DCPD)、碳酸钙(CaCO<,3>)、氧化钙(CaO)等其它辅料,添加不同量的超细无定形硅酸钙(CaSiO<,3>),研究超细无定形CaSiO<,3>的加入量对磷酸钙骨水泥性能的影响.对其基本性能进行了研究,并对固化骨水泥样品进行了Ringer's模拟液浸泡实验,对浸泡液pH值、样品抗压强度随浸泡时间变化进行了研究.实验结果表明:在磷酸钙骨水泥中添加超细无定形CaSiO<,3>,可以促进骨水泥的固化,提高其硬化物的抗压强度.当在所设计的骨水泥配方中添加5%的超细无定形CaSiO,时,骨水泥的性能达到最佳.其对应的初凝时间、终凝时间分别只有5.5 min和16.5min,当骨水泥在Ringer's溶液中浸泡两周后,抗压强度可达50.44 MPa,同时浸泡液的pH值变化幅度小,和起始pH值(pH=7.40)接近.     

纳米二氧化硅/磷酸钙复合骨水泥的力学强度和水化过程

在磷酸钙骨水泥（CPC）中添加纳米二氧化硅（nSiO2）获得了nSiO2/CPC复合骨水泥。利用维卡仪、万能压力试验机和热导式等温量热仪研究了nSiO2的添加量对nSiO2/CPC复合骨水泥的凝结时间、抗压强度和水化行为的影响,利用X射线衍射和扫描电子显微镜等技术研究添加的nSiO2对nSiO2/CPC复合骨水泥固化产物的相组成和断面形貌的影响。研究结果表明：nSiO2添加量为5%的nSiO2/CPC复合骨水泥凝结时间由16 min缩短到10 min,抗压强度由原来的（24 2）MPa增加到（33 4）MPa,提高了38%,但添加超过5%的nSiO2会影响水化产物磷灰石的生成从而使复合骨水泥的力学强度下降。在水化反应过程中,一方面nSiO2作为填料,吸附了固化液中的水导致CPC的实际固液比增大,减弱了CPC的水化进程,由于实际固化液下降也减少了水化产物的孔隙大小和数目;另一方面,nSiO2与水化产生的Ca（OH）2发生化学反应形成CSH凝胶,改善了nSiO2和CPC基体之间的界面结合。这两方面的作用结果使得添加适量的nSiO2可以提高nSiO2/CPC复合骨水泥的抗压强度,缩短其凝结时间。     

非陶瓷羟基磷灰石人工骨的研究

磷酸钙骨是一种非陶瓷的新型骨修复材料，它是由几种磷酸钙盐组成的混合物，用水调和后呈糊状物，能在人体的环境和温度下自行固化，其成分最终转化为羟基磷灰石，高的生物相容性和能根据缺损部位塑形的特性使其成为研究的热点。本文综述了磷酸钙骨水泥的组成与特性，涉及磷酸钙的制备，骨水泥自行水化硬化的化学变化过程及其生物相容性研究的等的研究进展。     

聚合磷酸钙骨水泥的物性研究

研究了用有机聚合物调和液制备的聚合磷酸钙骨水泥(PCPC),实验表明聚丙烯酸(PCA)水溶液或丙烯酸和衣康酸共聚物(PAIA)水溶液中羧基基团与碱性TTCP发生酸碱反应,形成聚羧酸钙包裹TTCP和DCPA颗粒的结构,凝结时间大大缩短,抗压强度显著提高,反应后期有少量羟基磷灰石微晶生成.加入PCA或PAIA聚合酸使PCPC固化体24h抗压强度分别达到81.0MPa和90.6MPa,PCPC在牙科等临床领域有良好应用前景.