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1 生物材料的发展史及其应用前景1

1.1 发展史探寻1

1.2 生物材料发展原因2

1.3 生物材料在人体骨置换方面的发展3

1.4 生物活性陶瓷在骨修复中的应用9

1.5 生物陶瓷在整形外科领域中的应用前景10

参考文献11

2.1 骨的自然性质12

2 骨的物理性质和生理学特征12

2.2 骨生长和骨修复的一般机理16

2.2.1 骨骼生长16

2.2.2 骨的矿化机理16

2.2.3 骨折的修复机理及骨组织对外来体的作用17

2.2.4 破骨细胞的作用20

2.2.5 矿化过程动力学探讨21

2.3 骨移植23

2.4 骨的物理学特性24

2.5 骨的机械性能26

2.6 骨的黏弹性行为28

2.7 骨的组成特点31

参考文献35

3 生物材料与生理环境的相容性36

3.1 生理环境的苛刻性37

3.2 陶瓷与组织界面37

3.3 正常伤口的治愈过程38

3.4 人体组织对生物材料的响应41

3.4.1 全身反应43

3.4.2 并发症43

3.4.3 细胞反应44

3.4.4 炎症47

3.4.5 细胞毒性47

3.4.6 致癌性52

3.5 血液相容性53

3.5.1 影响血液相容性的因素53

3.5.2 无凝血作用的表面54

3.6 生物相容性试验55

3.6.1 细胞培养方法57

3.6.2 特殊类型的生物相容性60

3.6.3 消除细菌感染的途径62

3.7 生物相容性评价体系63

参考文献65

4 外科医学使用的各种生物材料66

4.1 金属植入材料66

4.1.1 不锈钢66

4.1.2 Co基合金67

4.1.3 Ti和Ti基合金68

4.1.4 齿科用金属71

4.1.6 金属植入物应用中存在的问题73

4.1.5 其他金属73

4.2 生物医学聚合物75

4.2.1 天然生物聚合物76

4.2.2 可降解合成聚合物78

4.3 碳素材料88

4.3.1 玻璃碳88

4.3.2 碳涂层88

4.3.3 热解碳89

4.3.4 碳纤维89

4.3.5 碳素材料的机械性质89

4.3.6 碳素材料的生物相容性及应用90

4.4 生物玻璃92

4.4.1 生物玻璃及其与骨键合的机制94

4.4.2 生物玻璃陶瓷及其与骨键合的机制96

4.4.3 生物玻璃的制备97

4.4.4 生物玻璃的活性控制98

4.4.5 用于修正生物玻璃涂层性质的物质100

4.5 生物陶瓷材料102

4.5.1 氧化锆103

4.5.2 氧化铝105

4.5.3 二氧化钛106

4.5.4 氮化硅107

4.5.5 碳化物和氮化物107

4.5.6 复合氧化铝陶瓷108

4.5.7 Cerosium陶瓷113

4.5.8 磷酸盐陶瓷114

4.5.9 模制多孔生物陶瓷材料122

4.5.10 多孔生物材料的其他制备方法125

参考文献127

5.2 生物惰性涂层材料129

5.2.1 氧化铝涂层129

5.1 支撑体材料的选择129

5 假体、人工关节涂层129

5.2.2 氧化钛涂层130

5.2.3 氧化锆涂层131

5.3 生物活性涂层材料131

5.3.1 生物活性涂层的制备方法131

5.3.2 生物活性涂层失效的主要原因135

5.4 涂层材料性能的评价135

5.5 涂层材料的发展137

参考文献137

6 假体的设计与制备139

6.1 承载关节应力分布初探141

6.2 生物陶瓷断裂行为的分析144

6.2.1 陶瓷体微裂纹的扩展149

6.2.2 时间效应149

6.2.3 统计分析151

6.2.4 裂纹大小和气孔率的影响152

6.3 假体材料的主要制备方法152

6.4 生物陶瓷假体的机械设计154

6.5 假体的成型方法154

6.5.2 陶瓷精加工的特点157

6.5.1 陶瓷成型加工的方法157

6.5.3 陶瓷研磨加工所用的材料158

6.5.4 氧化铝陶瓷股骨头成型加工的工艺步骤158

参考文献159

7 植入假体的固定160

7.1 概述160

7.1.1 假体松动及发生概率160

7.1.2 假体松动的原因161

7.1.3 引发假体松动的机理162

7.2.1 机械固定法166

7.2 假体固定方法166

7.2.2 生物固定法171

7.3 植入体或骨与组织的界面174

7.3.1 植体表面与组织成键时成骨细胞的活动177

7.3.2 生物活性陶瓷和惰性陶瓷的比较180

参考文献184

8 假体、人工关节的临床应用186

8.1 膝关节置换186

8.2 髋关节置换186

8.3 心血管材料及植入体191

8.4 牙植体193

8.4.1 牙植体在机体内的试验197

8.4.2 磷酸盐牙植体202

8.4.3 牙陶瓷204

8.5 耳植体209

8.6 人工充填材料210

参考文献211

9 人工关节机械性能试验212

9.1 一般原理212

9.2 人体髋关节和膝关节承载及运动分析212

9.3 磨损测量设备213

9.4 关节模拟装置214

9.5 粗糙度测量217

9.6 断裂负载的测量218

9.7 硬度试验219

9.8 疲劳试验219

9.9 对植体或缝合部位进行无线电遥测的装置220

参考文献221

10 生物材料测试方法的国际标准222

10.1 标准化试验机构的分类原则225

10.2 生物相容性试验的特别评价方法226

10.3 骨与植体界面的评价方法228

10.4 生物材料机械性质试验概要229

10.5 假体试样规格的标准化230

10.6 对植体材料植入行为的评价实例231

10.7 微观结构检测232

10.8 材料摩擦行为评价233

10.9 测量成品在疲劳磨蚀性的试验234

10.9.1 股骨头的置换235

10.9.2 膝关节取代236

10.10 生物材料机械强度的测量236

10.12 生物材料抗折强度的测量237

10.11 生物材料抗压强度的测量237

10.13 生物材料弹性和滞弹性变形的测量239

10.14 生物材料耐化学腐蚀性的测量240

10.15 生物材料的硬度测试241

10.16 一些生物材料制品的质量检测241

10.16.1 螺钉抗扭能力的测试241

10.16.2 抗压强度241

10.16.3 生物陶瓷髋臼243

10.17 一些与热膨胀系数相关的问题243

参考文献244