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摘要：生物陶瓷材料的主要優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在生物相容性和骨傳導(dǎo)性，可以與細(xì)胞等生物組織表現(xiàn)出良好的親和性，因此在醫(yī)藥領(lǐng)域具有非常重要的應(yīng)用。但目前由于我國的研究力度較小，加上設(shè)備與技術(shù)都比較落后，導(dǎo)致生物陶瓷材料在發(fā)展中存在一定的問題。基于此，本文通過對生物陶瓷材料的介紹，重點(diǎn)闡述生物陶瓷材料的應(yīng)用情況，同時對生物陶瓷材料的發(fā)展前景進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：生物陶瓷材料；應(yīng)用情況；發(fā)展前景

生物材料在集體組織修復(fù)、替代以及再生的過程中具有非常重要的作用，因此生物陶瓷材料的研究已經(jīng)成為我國生物醫(yī)學(xué)工程中的重要方向。生物陶瓷材料之前，在醫(yī)藥學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的材料就是金屬材料和有機(jī)材料，但這兩種類型的材料都存在嚴(yán)重的缺點(diǎn)，金屬材料植入人體體內(nèi)以后容易發(fā)生腐蝕，有機(jī)材料的強(qiáng)度較差，因此研究生物陶瓷材料具有重要應(yīng)用價值。

一、生物陶瓷材料概述

生物陶瓷是材料工業(yè)發(fā)展中的新興領(lǐng)域，目前由于應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，不斷受到世界各國的重視。生物陶瓷材料主要指的是用作特定生物或者生理功能的一類材料，可以直接用于人體或者與人體直接相關(guān)的生物、醫(yī)用以及生物化學(xué)的陶瓷材料。生物陶瓷材料兼具不銹鋼材料、塑料材料的特點(diǎn)，同時還具有較好的親水性，可以與生物體內(nèi)的生物組織和細(xì)胞保持良好的親和性。當(dāng)前生物陶瓷主要用于人體硬組織修復(fù)和重建的陶瓷材料，不同于傳統(tǒng)的陶瓷材料，不僅僅包括多晶體，還包括單晶體、非生物玻璃、微晶玻璃、梯度材料、無機(jī)材料以及復(fù)合材料。生物陶瓷材料的分類按照生物學(xué)的性能分類，具體可以分為生物活性陶瓷和生物惰性陶瓷。生物惰性陶瓷的化學(xué)性能穩(wěn)定，生物相容性好，具體有氧化鋁、氧化鋯等，這類材料的物理機(jī)械性能以及功能特性與人體組織向匹配，主要特點(diǎn)是力學(xué)強(qiáng)度高，耐磨性較強(qiáng)。生物活性陶瓷具體由表面活性陶瓷和生物吸收性陶瓷，具體有生物活性玻璃、磷酸三鈣等。通過生物陶瓷在生理環(huán)境中的化學(xué)活性，可以將生物陶瓷材料分為三種：近于惰性的生物陶瓷、表面活性的生物陶瓷以及可吸收生物陶瓷。同時將生物陶瓷與其他材料的復(fù)合材料通常被稱為第四類陶瓷材料。近于惰性的材料主要有氧化鋁，這種材料長期暴露在生理環(huán)境中不會發(fā)生或者非常微弱的化學(xué)反應(yīng)，并能保持長期穩(wěn)定。生物惰性陶瓷主要指的是氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、生物玻璃陶瓷、復(fù)合材料等。這類材料在生理環(huán)境中可以在其表面發(fā)生生物化學(xué)反應(yīng)，并形成化學(xué)鍵進(jìn)行結(jié)合。可吸收陶瓷主要包括羥基磷灰石以及磷酸鈣系統(tǒng)吸收材料，典型的材料有石膏，可以在生理環(huán)境中被逐步降解和吸收。

二、生物陶瓷材料的應(yīng)用

（一）醫(yī)用生物陶瓷材料醫(yī)用生物陶瓷材料主要用于移植生物陶瓷以及具有粉刺及科學(xué)儀器的醫(yī)療設(shè)備。移植物陶瓷具體會用于牙齒和骨頭替換的醫(yī)療設(shè)備及移植體。生物陶瓷在生物構(gòu)成的生物活性和金屬制造中形成多種符合材料，具體包括自然聚合物、碳纖維或者碳納米管，因此生物陶瓷材料在醫(yī)學(xué)移植材料中具有非常重要的應(yīng)用。

（二）移植生物陶瓷材料生物陶瓷材料的耐磨性、與生物相容性等特點(diǎn)導(dǎo)致這種材料在許多醫(yī)療設(shè)備中具有較大的適用性。可以通過藥物傳遞到人工關(guān)節(jié)，刺激器和電子傳感器。比如氧化鋯和氧化鋁材料由于自身的化學(xué)穩(wěn)定性較好，因此可以更好地承受人體的不友好環(huán)境。其中牙齒和骨代替是移植陶瓷的主要市場。牙科的診治具體包括膠合劑、粘合劑、牙髓、印模材料以及其他設(shè)備。當(dāng)前對于牙齒材料以及市場競爭激烈，因此對技術(shù)和設(shè)備的要求較高，隨著人口老齡化程度的不斷加深，牙齒的移植安裝也將成為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的重要內(nèi)容，因此生物陶瓷材料的應(yīng)用程度也會不斷加深。氧化鋁和氧化鋯材料在骨移植中具有重要地位，當(dāng)前隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，該材料的穩(wěn)定性研究力度不斷加大，同時通過對人體骨骼成分以及承受力的對比，發(fā)現(xiàn)該類材料在骨組織工程研究中可以發(fā)揮非常重要的作用。隨著生物陶瓷材料研究范圍的擴(kuò)大，更加優(yōu)質(zhì)和穩(wěn)定的材料也會不斷問世。

（三）生物醫(yī)療設(shè)備用陶瓷具體包括成像儀、醫(yī)學(xué)化驗(yàn)設(shè)備、檢驗(yàn)系統(tǒng)以及超聲波設(shè)備。醫(yī)療設(shè)備的數(shù)量和種類對機(jī)械技術(shù)以及材料技術(shù)有非常重要的依賴性，因此通過對當(dāng)前醫(yī)療發(fā)展水平的研究，可以發(fā)現(xiàn)，在今后的醫(yī)療器械領(lǐng)域，生物陶瓷材料的應(yīng)用價值也會不斷增加，同時市場對生物陶瓷材料的需求量也會大大增加。

（四）移植體陶瓷材料應(yīng)用在牙齒保潔行業(yè)，由于牙齒的消耗情況不斷加大，牙科設(shè)備的更新?lián)Q代也會不斷加快。當(dāng)前社會中快節(jié)奏的生活方式，導(dǎo)致人們的生活工作壓力不斷增加，這種趨勢導(dǎo)致牙科醫(yī)院的受眾不斷增加，對設(shè)備和牙齒替代材料需求的數(shù)量也會大幅度增加。通過相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，牙齒用具設(shè)備數(shù)量不斷增加的原因主要有以下兩個方面：第一，人類老齡化程度不斷增加，導(dǎo)致老年人的數(shù)量不斷增加，牙齒更換率不斷增加；第二，年輕人的生活壓力工作壓力導(dǎo)致后槽牙磨損程度增加，因此更換情況也不斷變得嚴(yán)重。目前通過對生物陶瓷材料的研究和利用對于進(jìn)一步降低生產(chǎn)周期和生產(chǎn)成本具有非常重要的意義。

三、生物陶瓷發(fā)展趨勢

生物陶瓷材料已經(jīng)經(jīng)歷了一定的發(fā)展，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中表現(xiàn)出的價值非常明顯。今后生物陶瓷材料的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，通過研究與人體結(jié)構(gòu)相似的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料，不斷改善生物陶瓷材料的可靠性、強(qiáng)度以及韌性，從而不斷改善材料的力學(xué)性能。第二，在人骨研究的理論基礎(chǔ)上，通過種植與軟組織結(jié)合的激勵，開發(fā)與人體組織適應(yīng)性好，同時促進(jìn)生長的生物陶瓷材料。第三，生物陶瓷材料由于自身的特點(diǎn)，大部分可以直接移植到人體內(nèi)，但隨著應(yīng)用領(lǐng)域的增加，應(yīng)該積極研究材料的降解特點(diǎn)，可以在人體恢復(fù)過程中形成微型顆粒物質(zhì)等。第四，由于移植陶瓷應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，今后醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的人造血管和人造氣管也將成為重要的研究方向。四、結(jié)語綜上所述，隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，生物陶瓷材料的加工精度不斷提高，各種復(fù)合材料的應(yīng)用精確度也會有大的改善。生物陶瓷材料的應(yīng)用價值不斷提高的同時，還應(yīng)該重視理論與實(shí)踐的結(jié)合，對存在安全隱患的材料進(jìn)行研究分析。

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作者：劉路路；萬輝；楚雪梅 單位：華北理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院