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生物醫用陶瓷 版權信息
- ISBN：9787030745446
- 條形碼：9787030745446 ; 978-7-03-074544-6
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
生物醫用陶瓷 本書特色
本書內容豐富、翔實，全面系統地介紹了生物醫用陶瓷的現狀和研究進展，具有較高的參參價值。
生物醫用陶瓷 內容簡介
本書為“生物材料科學與工程叢書”之一。本書系統闡述生物醫用陶瓷的組成成分、結構性能、優選制備技術、生物與物理效應以及臨床應用等方面的基礎知識和**研究進展，共12章。第1、2章介紹生物醫用陶瓷的總體情況；第3、4章介紹生物醫用陶瓷與蛋白質、細胞和活體組織的相互作用；第5章介紹典型的生物醫用陶瓷的制備方法；第6章介紹生物醫用陶瓷的表面結構特征及其構建方法；第7章介紹生物醫用復合與摻雜陶瓷；第8章介紹生物醫用陶瓷骨水泥；第9章介紹納米陶瓷材料及其特殊的生物物理效應；第10章介紹生物醫用陶瓷材料上固載藥物、生長因子等實現調控組織再生的相關內容；第11章介紹材料基因組方法與生物醫用陶瓷高通量制備；第12章介紹生物醫用陶瓷的臨床應用。
生物醫用陶瓷 目錄
目錄
總序
前言
第1章 緒論 1
1.1 生物醫用陶瓷概述及發展史 1
1.1.1 生物醫用陶瓷的概念 1
1.1.2 生物醫用陶瓷發展史 2
1.1.3 國際生物醫用陶瓷會議演變 4
1.2 生物醫用陶瓷的研究范圍 5
1.2.1 主要研究內容 5
1.2.2 制備技術的發展 6
1.3 生物醫用陶瓷的研究現狀及應用 8
1.3.1 研究現狀 8
1.3.2 應用領域 11
參考文獻 12
第2章 生物醫用陶瓷材料學基礎 15
2.1 生物醫用陶瓷的分類及定義 15
2.1.1 分類原則 15
2.1.2 各類生物醫用陶瓷的定義 16
2.2 生物醫用陶瓷的晶體結構 21
2.2.1 氧化鋁晶體結構 21
2.2.2 氧化鋯晶體結構 21
2.2.3 磷酸鈣系列晶體結構 22
2.2.4 硫酸鈣晶體結構 23
2.2.5 壓電陶瓷晶體結構 24
2.2.6 其他生物醫用陶瓷的晶體結構 25
2.3 生物醫用陶瓷的多級結構 27
2.3.1 三維宏觀多孔結構的類型 28
2.3.2 表面微納結構 29
2.4 生物醫用陶瓷的摻雜效應 30
2.4.1 摻雜元素 30
2.4.2 摻雜對晶體結構及生物學效應的影響 31
2.4.3 摻雜對多級結構的影響 36
2.5 生物醫用陶瓷的機械性能 38
2.5.1 機械性能的表征方法 39
2.5.2 機械性能的影響因素 42
2.5.3 各類生物醫用陶瓷的機械性能數據 44
參考文獻 46
第3章 生物醫用陶瓷的表界面生物效應 52
3.1 生物醫用陶瓷表面的基本理化特性 52
3.1.1 陶瓷表面的基本物理特性 52
3.1.2 陶瓷表面的基本化學特性 56
3.1.3 陶瓷表面圖案化 57
3.1.4 理化特性和形貌結構表征 58
3.2 與蛋白質的相互作用 59
3.2.1 蛋白質在生物醫用陶瓷表面的吸附與脫附過程 60
3.2.2 影響蛋白質與表面作用的理化因素 61
3.2.3 影響蛋白質與表面作用的形態結構因素 63
3.3 細胞對生物醫用陶瓷的響應 67
3.3.1 表面對細胞增殖的影響 67
3.3.2 表面對干細胞分化的影響 69
3.3.3 表面對細胞黏附的影響 71
3.3.4 表面對細胞遷移的影響 74
3.4 生物醫用陶瓷與生物組織的相互作用 77
3.4.1 生物醫用陶瓷在組織中的反應 77
3.4.2 組織與生物醫用陶瓷表面結合的類型 80
3.4.3 影響組織與生物醫用陶瓷表面結合的因素 82
3.4.4 存在界面間隙時的界面結合 84
3.4.5 組織與表面結合的表征 84
參考文獻 85
第4章 生物醫用陶瓷的組織誘導效應 102
4.1 材料組織誘導現象及歷史 102
4.1.1 材料組織誘導現象及定義 102
4.1.2 生物醫用陶瓷組織誘導現象的發現及演化 103
4.2 組織誘導的材料學因素 104
4.2.1 組織誘導中陶瓷組分的作用 104
4.2.2 陶瓷孔隙結構在組織誘導中的作用 105
4.2.3 表面微納結構在組織誘導中的作用 109
4.3 生物醫用陶瓷誘導組織再生的材料學機制 112
4.3.1 磷酸鈣富集內源性生長因子誘導成骨 112
4.3.2 鈣、磷離子釋放對誘導成骨的作用 113
4.3.3 生物礦化類骨磷灰石層的作用 113
4.3.4 材料-細胞界面力傳導 114
4.4 生物醫用陶瓷誘導組織再生的生物學過程 115
4.4.1 材料誘導組織再生過程中激發的生物因子 117
4.4.2 材料誘導組織再生中的細胞響應 118
4.4.3 材料骨誘導過程的信號通路 119
參考文獻 122
第5章 生物醫用陶瓷的制備 133
5.1 陶瓷粉體合成 133
5.1.1 濕化學合成法 133
5.1.2 水熱法 138
5.1.3 固相反應法 141
5.2 陶瓷的燒結工藝 144
5.2.1 制粉、成型工藝 144
5.2.2 燒結工藝 151
5.3 多孔陶瓷的制備 155
5.3.1 氣體制孔工藝 155
5.3.2 顆粒去除制孔工藝 159
5.3.3 泡沫模板工藝 161
5.3.4 冷凍鑄造工藝 163
5.4 自組裝及仿生制備 168
5.4.1 自組裝原理 168
5.4.2 成分仿生 169
5.4.3 生物過程仿生制備 170
5.5 3D打印工藝 176
5.5.1 3D打印原理 176
5.5.2 3D打印制備生物陶瓷原料與工藝 179
5.6 生物衍生陶瓷制備 185
5.6.1 生物來源材料的結構與特征 185
5.6.2 珊瑚的轉化工藝 186
5.6.3 煅燒骨 189
參考文獻 192
第6章 生物醫用陶瓷表面工程技術 200
6.1 構建陶瓷涂層的工藝技術概述 201
6.1.1 陶瓷涂層的概念 202
6.1.2 陶瓷涂層制備技術的特點 203
6.1.3 陶瓷涂層的結構 204
6.1.4 陶瓷涂層與基底的結合及其表征方法 204
6.2 熱噴涂涂層 205
6.2.1 熱噴涂涂層原理 205
6.2.2 熱噴涂工藝過程 206
6.2.3 等離子噴涂涂層 207
6.2.4 氧焰噴涂涂層 208
6.3 生物礦化涂層 208
6.3.1 生物礦化過程 208
6.3.2 生物礦化制備陶瓷涂層 210
6.4 電化學涂層 211
6.4.1 電化學涂層原理 211
6.4.2 電化學沉積技術制備陶瓷涂層 212
6.4.3 電泳沉積法制備陶瓷涂層 213
6.5 其他涂層技術 213
6.5.1 溶膠-凝膠法 213
6.5.2 物理氣相沉積法 214
6.5.3 離子束濺射法 215
參考文獻 215
第7章 生物醫用復合與摻雜陶瓷 222
7.1 生物醫用復合陶瓷概述 222
7.1.1 生物醫用復合陶瓷分類 222
7.1.2 生物活性醫用復合陶瓷 225
7.2 多相成分醫用復合陶瓷 227
7.2.1 磷酸鈣多相醫用復合陶瓷 227
7.2.2 硅酸鹽多相醫用復合陶瓷 229
7.2.3 氧化鋁基多相醫用復合陶瓷 231
7.2.4 氧化鋯基多相醫用復合陶瓷 232
7.2.5 其他多相醫用復合陶瓷 233
7.3 微量元素摻雜生物醫用陶瓷 234
7.3.1 微量元素摻雜生物惰性醫用陶瓷 236
7.3.2 微量元素摻雜生物活性醫用陶瓷 236
7.3.3 微量元素摻雜可降解生物醫用陶瓷 239
7.4 生物醫用陶瓷/高分子復合材料 239
7.4.1 納米羥基磷灰石與膠原復合 240
7.4.2 納米羥基磷灰石與聚乳酸復合 241
7.4.3 納米醫用陶瓷與聚醚醚酮復合 241
7.4.4 生物醫用陶瓷與其他高分子復合 242
7.5 生物醫用陶瓷與細胞的雜化 243
7.5.1 醫用陶瓷支架與細胞的雜化概述 243
7.5.2 醫用陶瓷支架與細胞相互作用機制 244
7.5.3 醫用陶瓷支架與細胞雜化復合物的構建及性能 246
參考文獻 248
第8章 生物醫用陶瓷骨水泥 255
8.1 骨水泥概述 255
8.1.1 骨水泥的基本概念 255
8.1.2 陶瓷類骨水泥的種類 256
8.1.3 磷酸鈣骨水泥的固化過程 257
8.2 生物醫用陶瓷骨水泥的組分及性能 259
8.2.1 生物醫用陶瓷骨水泥的組分 259
8.2.2 生物醫用陶瓷骨水泥的自固化特性 260
8.2.3 生物醫用陶瓷骨水泥的機械性能 260
8.2.4 生物醫用陶瓷骨水泥的孔隙率 261
8.2.5 生物醫用陶瓷骨水泥的降解特性 261
8.2.6 生物醫用陶瓷骨水泥的流變特性 262
8.3 磷酸鈣復合骨水泥 262
8.3.1 硅摻雜復合骨水泥 263
8.3.2 鎂摻雜復合骨水泥 263
8.3.3 磷酸鈣與高分子復合骨水泥 265
8.4 生物醫用陶瓷骨水泥的生物效應 267
8.4.1 生物醫用陶瓷骨水泥的生物相容性 267
8.4.2 生物醫用陶瓷骨水泥的骨傳導性和誘導性 269
8.5 陶瓷骨水泥載藥釋放體系 271
8.5.1 陶瓷骨水泥固載藥物工藝 272
8.5.2 載藥陶瓷骨水泥的機械性能 273
8.5.3 載藥陶瓷骨水泥的固化時間 276
8.5.4 載藥陶瓷骨水泥的藥物釋放行為 276
8.5.5 載藥陶瓷骨水泥的體內生物效應及應用 278
8.6 總結與展望 281
參考文獻 282
第9章 納米生物醫用陶瓷 289
9.1 納米生物醫用陶瓷概述 289
9.1.1 納米陶瓷的概念 289
9.1.2 納米陶瓷的表征 290
9.2 無機納米顆粒的制備 294
9.2.1 合成無機納米顆粒的方法 295
9.2.2 納米羥基磷灰石顆粒的制備 298
9.2.3 納米氧化鐵的制備 301
9.3 微納結構陶瓷 304
9.3.1 介孔陶瓷的概念 305
9.3.2 納米結構陶瓷微球的合成 306
9.4 納米陶瓷載體及藥物釋放 310
9.4.1 納米陶瓷載體固載藥物 310
9.4.2 藥物釋放特性 311
9.4.3 納米陶瓷釋放體系的生物效應 313
9.5 納米陶瓷的抗腫瘤效應 315
9.5.1 納米羥基磷灰石的抗腫瘤效應及其機理 315
9.5.2 磁性氧化鐵的磁熱效應與抗腫瘤作用 318
9.6 納米陶瓷示蹤成像應用 320
9.6.1 納米陶瓷熒光示蹤顆粒 320
9.6.2 磁性納米示蹤成像顆粒 323
參考文獻 325
第10章 攜帶藥物緩釋體系的生物醫用陶瓷 333
10.1 骨組織再生修復 333
10.1.1 骨組織再生修復的生物過程 333
10.1.2 骨組織再生修復過程中的生物活性因子 333
10.1.3 生物陶瓷支架-藥物緩釋體系的提出 336
10.2 藥物緩釋體系在陶瓷支架上的組裝技術 337
10.2.1 生物活性因子在陶瓷支架孔隙表面的物理吸附和化學交聯 337
10.2.2 層層自組裝載藥修飾多孔支架 339
10.2.3 多孔陶瓷支架孔隙表面組裝載藥高分子微球體系 339
10.3 攜帶多重藥物緩釋體系的陶瓷支架的構建 342
10.3.1 多因子協同調控骨再生過程 342
10.3.2 多重藥物緩釋體系與三維多孔陶瓷支架的組裝技術 342
10.3.3 多因子/藥物緩釋體系的設計思想及其細胞響應 347
參考文獻 348
第11章 生物醫用陶瓷基因組與高通量制備 353
11.1 材料及生物材料基因組概述 353
11.2 高
總序
前言
第1章 緒論 1
1.1 生物醫用陶瓷概述及發展史 1
1.1.1 生物醫用陶瓷的概念 1
1.1.2 生物醫用陶瓷發展史 2
1.1.3 國際生物醫用陶瓷會議演變 4
1.2 生物醫用陶瓷的研究范圍 5
1.2.1 主要研究內容 5
1.2.2 制備技術的發展 6
1.3 生物醫用陶瓷的研究現狀及應用 8
1.3.1 研究現狀 8
1.3.2 應用領域 11
參考文獻 12
第2章 生物醫用陶瓷材料學基礎 15
2.1 生物醫用陶瓷的分類及定義 15
2.1.1 分類原則 15
2.1.2 各類生物醫用陶瓷的定義 16
2.2 生物醫用陶瓷的晶體結構 21
2.2.1 氧化鋁晶體結構 21
2.2.2 氧化鋯晶體結構 21
2.2.3 磷酸鈣系列晶體結構 22
2.2.4 硫酸鈣晶體結構 23
2.2.5 壓電陶瓷晶體結構 24
2.2.6 其他生物醫用陶瓷的晶體結構 25
2.3 生物醫用陶瓷的多級結構 27
2.3.1 三維宏觀多孔結構的類型 28
2.3.2 表面微納結構 29
2.4 生物醫用陶瓷的摻雜效應 30
2.4.1 摻雜元素 30
2.4.2 摻雜對晶體結構及生物學效應的影響 31
2.4.3 摻雜對多級結構的影響 36
2.5 生物醫用陶瓷的機械性能 38
2.5.1 機械性能的表征方法 39
2.5.2 機械性能的影響因素 42
2.5.3 各類生物醫用陶瓷的機械性能數據 44
參考文獻 46
第3章 生物醫用陶瓷的表界面生物效應 52
3.1 生物醫用陶瓷表面的基本理化特性 52
3.1.1 陶瓷表面的基本物理特性 52
3.1.2 陶瓷表面的基本化學特性 56
3.1.3 陶瓷表面圖案化 57
3.1.4 理化特性和形貌結構表征 58
3.2 與蛋白質的相互作用 59
3.2.1 蛋白質在生物醫用陶瓷表面的吸附與脫附過程 60
3.2.2 影響蛋白質與表面作用的理化因素 61
3.2.3 影響蛋白質與表面作用的形態結構因素 63
3.3 細胞對生物醫用陶瓷的響應 67
3.3.1 表面對細胞增殖的影響 67
3.3.2 表面對干細胞分化的影響 69
3.3.3 表面對細胞黏附的影響 71
3.3.4 表面對細胞遷移的影響 74
3.4 生物醫用陶瓷與生物組織的相互作用 77
3.4.1 生物醫用陶瓷在組織中的反應 77
3.4.2 組織與生物醫用陶瓷表面結合的類型 80
3.4.3 影響組織與生物醫用陶瓷表面結合的因素 82
3.4.4 存在界面間隙時的界面結合 84
3.4.5 組織與表面結合的表征 84
參考文獻 85
第4章 生物醫用陶瓷的組織誘導效應 102
4.1 材料組織誘導現象及歷史 102
4.1.1 材料組織誘導現象及定義 102
4.1.2 生物醫用陶瓷組織誘導現象的發現及演化 103
4.2 組織誘導的材料學因素 104
4.2.1 組織誘導中陶瓷組分的作用 104
4.2.2 陶瓷孔隙結構在組織誘導中的作用 105
4.2.3 表面微納結構在組織誘導中的作用 109
4.3 生物醫用陶瓷誘導組織再生的材料學機制 112
4.3.1 磷酸鈣富集內源性生長因子誘導成骨 112
4.3.2 鈣、磷離子釋放對誘導成骨的作用 113
4.3.3 生物礦化類骨磷灰石層的作用 113
4.3.4 材料-細胞界面力傳導 114
4.4 生物醫用陶瓷誘導組織再生的生物學過程 115
4.4.1 材料誘導組織再生過程中激發的生物因子 117
4.4.2 材料誘導組織再生中的細胞響應 118
4.4.3 材料骨誘導過程的信號通路 119
參考文獻 122
第5章 生物醫用陶瓷的制備 133
5.1 陶瓷粉體合成 133
5.1.1 濕化學合成法 133
5.1.2 水熱法 138
5.1.3 固相反應法 141
5.2 陶瓷的燒結工藝 144
5.2.1 制粉、成型工藝 144
5.2.2 燒結工藝 151
5.3 多孔陶瓷的制備 155
5.3.1 氣體制孔工藝 155
5.3.2 顆粒去除制孔工藝 159
5.3.3 泡沫模板工藝 161
5.3.4 冷凍鑄造工藝 163
5.4 自組裝及仿生制備 168
5.4.1 自組裝原理 168
5.4.2 成分仿生 169
5.4.3 生物過程仿生制備 170
5.5 3D打印工藝 176
5.5.1 3D打印原理 176
5.5.2 3D打印制備生物陶瓷原料與工藝 179
5.6 生物衍生陶瓷制備 185
5.6.1 生物來源材料的結構與特征 185
5.6.2 珊瑚的轉化工藝 186
5.6.3 煅燒骨 189
參考文獻 192
第6章 生物醫用陶瓷表面工程技術 200
6.1 構建陶瓷涂層的工藝技術概述 201
6.1.1 陶瓷涂層的概念 202
6.1.2 陶瓷涂層制備技術的特點 203
6.1.3 陶瓷涂層的結構 204
6.1.4 陶瓷涂層與基底的結合及其表征方法 204
6.2 熱噴涂涂層 205
6.2.1 熱噴涂涂層原理 205
6.2.2 熱噴涂工藝過程 206
6.2.3 等離子噴涂涂層 207
6.2.4 氧焰噴涂涂層 208
6.3 生物礦化涂層 208
6.3.1 生物礦化過程 208
6.3.2 生物礦化制備陶瓷涂層 210
6.4 電化學涂層 211
6.4.1 電化學涂層原理 211
6.4.2 電化學沉積技術制備陶瓷涂層 212
6.4.3 電泳沉積法制備陶瓷涂層 213
6.5 其他涂層技術 213
6.5.1 溶膠-凝膠法 213
6.5.2 物理氣相沉積法 214
6.5.3 離子束濺射法 215
參考文獻 215
第7章 生物醫用復合與摻雜陶瓷 222
7.1 生物醫用復合陶瓷概述 222
7.1.1 生物醫用復合陶瓷分類 222
7.1.2 生物活性醫用復合陶瓷 225
7.2 多相成分醫用復合陶瓷 227
7.2.1 磷酸鈣多相醫用復合陶瓷 227
7.2.2 硅酸鹽多相醫用復合陶瓷 229
7.2.3 氧化鋁基多相醫用復合陶瓷 231
7.2.4 氧化鋯基多相醫用復合陶瓷 232
7.2.5 其他多相醫用復合陶瓷 233
7.3 微量元素摻雜生物醫用陶瓷 234
7.3.1 微量元素摻雜生物惰性醫用陶瓷 236
7.3.2 微量元素摻雜生物活性醫用陶瓷 236
7.3.3 微量元素摻雜可降解生物醫用陶瓷 239
7.4 生物醫用陶瓷/高分子復合材料 239
7.4.1 納米羥基磷灰石與膠原復合 240
7.4.2 納米羥基磷灰石與聚乳酸復合 241
7.4.3 納米醫用陶瓷與聚醚醚酮復合 241
7.4.4 生物醫用陶瓷與其他高分子復合 242
7.5 生物醫用陶瓷與細胞的雜化 243
7.5.1 醫用陶瓷支架與細胞的雜化概述 243
7.5.2 醫用陶瓷支架與細胞相互作用機制 244
7.5.3 醫用陶瓷支架與細胞雜化復合物的構建及性能 246
參考文獻 248
第8章 生物醫用陶瓷骨水泥 255
8.1 骨水泥概述 255
8.1.1 骨水泥的基本概念 255
8.1.2 陶瓷類骨水泥的種類 256
8.1.3 磷酸鈣骨水泥的固化過程 257
8.2 生物醫用陶瓷骨水泥的組分及性能 259
8.2.1 生物醫用陶瓷骨水泥的組分 259
8.2.2 生物醫用陶瓷骨水泥的自固化特性 260
8.2.3 生物醫用陶瓷骨水泥的機械性能 260
8.2.4 生物醫用陶瓷骨水泥的孔隙率 261
8.2.5 生物醫用陶瓷骨水泥的降解特性 261
8.2.6 生物醫用陶瓷骨水泥的流變特性 262
8.3 磷酸鈣復合骨水泥 262
8.3.1 硅摻雜復合骨水泥 263
8.3.2 鎂摻雜復合骨水泥 263
8.3.3 磷酸鈣與高分子復合骨水泥 265
8.4 生物醫用陶瓷骨水泥的生物效應 267
8.4.1 生物醫用陶瓷骨水泥的生物相容性 267
8.4.2 生物醫用陶瓷骨水泥的骨傳導性和誘導性 269
8.5 陶瓷骨水泥載藥釋放體系 271
8.5.1 陶瓷骨水泥固載藥物工藝 272
8.5.2 載藥陶瓷骨水泥的機械性能 273
8.5.3 載藥陶瓷骨水泥的固化時間 276
8.5.4 載藥陶瓷骨水泥的藥物釋放行為 276
8.5.5 載藥陶瓷骨水泥的體內生物效應及應用 278
8.6 總結與展望 281
參考文獻 282
第9章 納米生物醫用陶瓷 289
9.1 納米生物醫用陶瓷概述 289
9.1.1 納米陶瓷的概念 289
9.1.2 納米陶瓷的表征 290
9.2 無機納米顆粒的制備 294
9.2.1 合成無機納米顆粒的方法 295
9.2.2 納米羥基磷灰石顆粒的制備 298
9.2.3 納米氧化鐵的制備 301
9.3 微納結構陶瓷 304
9.3.1 介孔陶瓷的概念 305
9.3.2 納米結構陶瓷微球的合成 306
9.4 納米陶瓷載體及藥物釋放 310
9.4.1 納米陶瓷載體固載藥物 310
9.4.2 藥物釋放特性 311
9.4.3 納米陶瓷釋放體系的生物效應 313
9.5 納米陶瓷的抗腫瘤效應 315
9.5.1 納米羥基磷灰石的抗腫瘤效應及其機理 315
9.5.2 磁性氧化鐵的磁熱效應與抗腫瘤作用 318
9.6 納米陶瓷示蹤成像應用 320
9.6.1 納米陶瓷熒光示蹤顆粒 320
9.6.2 磁性納米示蹤成像顆粒 323
參考文獻 325
第10章 攜帶藥物緩釋體系的生物醫用陶瓷 333
10.1 骨組織再生修復 333
10.1.1 骨組織再生修復的生物過程 333
10.1.2 骨組織再生修復過程中的生物活性因子 333
10.1.3 生物陶瓷支架-藥物緩釋體系的提出 336
10.2 藥物緩釋體系在陶瓷支架上的組裝技術 337
10.2.1 生物活性因子在陶瓷支架孔隙表面的物理吸附和化學交聯 337
10.2.2 層層自組裝載藥修飾多孔支架 339
10.2.3 多孔陶瓷支架孔隙表面組裝載藥高分子微球體系 339
10.3 攜帶多重藥物緩釋體系的陶瓷支架的構建 342
10.3.1 多因子協同調控骨再生過程 342
10.3.2 多重藥物緩釋體系與三維多孔陶瓷支架的組裝技術 342
10.3.3 多因子/藥物緩釋體系的設計思想及其細胞響應 347
參考文獻 348
第11章 生物醫用陶瓷基因組與高通量制備 353
11.1 材料及生物材料基因組概述 353
11.2 高
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生物醫用陶瓷 節選
第1章緒論 1.1生物醫用陶瓷概述及發展史 陶瓷是特定原料經過高溫燒結致密化且具有一定使用性能的物品。在古代，陶與瓷是不一樣的物品。陶器發明在前，以普通黏土為原料，經900℃左右高溫燒制而成。后來中國人發明了瓷器，以瓷土即高嶺土（以其發現于江西景德鎮高嶺鄉而得名）為原料，在1000℃以上高溫燒制而成。我國先民發明的瓷器和制瓷技術，后經絲綢之路傳輸到世界各地，是我國對世界文明的偉大貢獻之一。起初，陶瓷主要作為一般生活用品和裝飾物品等，直到19世紀初期，陶瓷才開始以醫學應用為目的用于臨床；20世紀60～70年代，陶瓷被特別設計，廣泛用于醫學，這種陶瓷被稱為生物醫用陶瓷。 1.1.1 生物醫用陶瓷的概念 生物醫用陶瓷，簡稱生物陶瓷，是一類以醫用為目的而特別設計的陶瓷，主要用于由疾病、事故等導致的身體部位缺損的修復、重建和替代。按照材料種類及它們與宿主組織間的相互作用性質，生物醫用陶瓷可分為生物惰性陶瓷（bioinert ceramics）、生物活性陶瓷（bioactive ceramics），生物活性陶瓷又分為生物可降解（biodegradable）和生物不可降解（non-biodegradable）兩種類型。 生物惰性陶瓷是一類在長期植入生理環境中幾乎不發生化學變化的陶瓷，活體組織對長期植入的惰性陶瓷植入體是在其周圍形成很薄（一般小于幾微米）的纖維膜，它們與組織的力學結合是通過組織長入粗糙表面產生的機械嵌合實現的。典型的生物惰性陶瓷包括高純氧化鋁、氧化鋯等。由于生物惰性陶瓷優越的生物穩定性、生物相容性和高耐磨損性能，在全髖關節置換中它們主要用于要求低磨損性的關節球。生物活性陶瓷是一類在植入生理環境中能與周圍組織形成生物化學鍵性結合的陶瓷，它們與組織結合的強度能夠承載較大的機械力量。通常這種生物化學鍵合強度高于陶瓷自身或者與其相結合組織的強度。典型的生物活性陶瓷包括羥基磷灰石（hydroxylapatite，HA）和生物活性玻璃（bioactive glass，BG）等。 以后將會了解到，生物惰性和生物活性是一個相對概念，實際上世界上沒有一種材料是真正的“惰性材料”。例如，上述生物惰性陶瓷植入體內后在其周圍形成的一層纖維組織薄膜，即為“惰性”陶瓷材料所引起的肌體組織和系統的應答與反應。 生物可降解陶瓷是一類植入體內后將發生降解而被周圍新生組織替代的陶瓷，其降解產物無毒、可參與組織代謝和/或再生。在其植入體內的降解過程中，通常要求其將降解速率與組織再生速率相匹配，避免生物醫用陶瓷植入體降解過快而喪失其性能，導致組織再生修復失敗。典型的可降解生物醫用陶瓷包括磷酸三鈣（tricalcium phosphate，TCP）陶瓷、磷酸三鈣與羥基磷灰石構成的雙相陶瓷、硫酸鈣材料等。 1.1.2 生物醫用陶瓷發展史 人類利用天然材料修復缺失部位可追溯到遠古時代，20世紀30年代考古發現瑪雅人大約在公元600年，利用純珍珠質制作的假牙替代缺失牙，并使其與顎骨緊密融合[1]。雖然17世紀人們就確定了骨、牙的成分為鈣磷礦物[2，3]，而直到1771年藥物化學家Scheele才證實骨灰中含有磷元素[4]。1786年，“德國地質學之父”Werner首次發現了作為一種礦物的磷灰石（apatite），并以古希臘的阿帕托（apatao）命名，意思為“誤導”或“欺騙”，因為它以前被誤認為是其他礦物[5]。1797年人們就嘗試利用鈣磷材料治療與鈣磷相關的疾病，如佝僂病[5]。1807年人工合成缺鈣羥基磷灰石（CDHA）的方法被首次報道[6]。1809年，Parr已針對骨的結構、成分、性質和形成機理進行了詳細描述[7]。1814年，Davy建立了骨、牙的生物礦化基本原理[8]。1827年德國礦物學家Rose正確地確定了磷灰石的化學成分[5]。1832年化學術語—石灰三元磷酸鹽（tribasic phosphate of lime）被引入，即現在的α-TCP和β-TCP[9]。1843年，Percy很可能就合成出了磷酸八鈣（OCP）[10]。1847年，Lassaigne首次報道了鈣磷鹽的溶解試驗[11]。1873年，Warington報道了將新沉淀的磷酸三鈣水解，成功獲得了理想化學計量的羥基磷灰石[12]。1876年，Cravens將鈣磷粉末與乳酸混合用于暴露的牙髓組織[13]，這催生了美國懷特公司商品名為石灰乳酸鹽（lacto-phosphate of lime）的蓋髓劑。1892年，H.Dreesmann首次報道使用熟石膏填充骨缺損部位，這也是*早記載的利用生物陶瓷作為骨替換材料[14]。1920年，Albee和Morrison率先將實驗室合成的磷酸三鈣用于骨缺失修復，缺失骨間隙兩端的骨生長速度和融合優于對照組[15]。 20世紀二三十年代，研究人員利用X射線衍射（XRD）分析發現骨和牙礦物成分的晶體結構與羥基磷灰石的相同，確定二者是同一類材料[16]；也確定了氟磷灰石的結構為羥基磷灰石晶體結構；同期，人們開始將磷酸鈣用作骨替換材料來修復骨缺損。1964年，Kay等確定了理想化學配比羥基磷灰石單晶的晶體結構[17]，1965年，LeGeros采用紅外光譜和X射線衍射分析晶格常數變化，證實了碳酸根存在于骨和牙礦物以及羥基磷灰石結構中[18]；隨后，Elliot和Young報道了陰離子如氟離子和氯離子替代氫氧根也會引起晶格常數變化[19]。生物醫用陶瓷更多的臨床應用始于20世紀60年代，Smith報道了一種生物醫用陶瓷作為骨替代材料[20]；1969年，Levitt等首次報道了利用熱等靜壓將羥基磷灰石制作成不同植入物形態用于缺失部位骨修復[21]；Helmer和Driskell首次將氧化鋯陶瓷用于全髖關節置換球頭[22]，隨后其成為臨床應用的主要生物陶瓷材料之一[23]。70年代，Boutin研發了氧化鋁全髖關節植入體系[24]。Hulbert等報道了陶瓷在外科臨床修復中的應用[25]。1972 年，Hulbert等報道了氧化鈣與氧化鋁、氧化鈦和氧化鋯形成的三種復合陶瓷的細胞響應和骨組織長入情況[26]。1973～1976年，Griss、Mittelmeier等將陶瓷髖關節置換引入臨床[27，28]，1985年后，氧化鋯陶瓷被廣泛地應用于骨科關節置換[29，30]。1997年，骨科公司Biolox開始了對氧化鋁全髖人工關節進行首次美國食品藥品監督管理局（FDA）批準的多中心臨床研究[31-33]，BioloxforteTM于1994年上市。陶瓷具有優良的物理、化學和力學性能，如光滑的陶瓷因其化學惰性極少引起組織的不良反應，同時具有優良的耐摩擦性能，使其適合用于骨替換、摩擦表面替換。因此，早期使用的生物醫用陶瓷以生物惰性為主，強調陶瓷在生理環境中的相對穩定性。 20世紀60年代以后是生物活性陶瓷蓬勃發展的重要時期，發展了能與組織發生鍵合的生物活性陶瓷材料。1960年，Selye等將管狀商品化生物玻璃植入大鼠皮下，組織學分析顯示植入60天后在橫膈膜出現了包含骨、軟骨及造血系統的組織，展現出材料具有誘導成骨的趨勢[34]。1967年，Hench發明了能與活體組織發生鍵合的生物玻璃，由此產生了生物活性材料的概念，他也因此被稱為“生物玻璃之父”。這類陶瓷能與軟硬組織形成生物化學鍵性結合，它們在生理環境中不再是完全穩定的，可發生降解，其降解產物滿足生物醫用材料的生物相容性要求，并于1985年開始用于臨床骨缺損修復[35-38]。1977年，Jarcho等報道了人工合成羥基磷灰石被應用于體內試驗，隨后證實羥基磷灰石陶瓷是一類生物活性材料[39]。80年代初，Ducheyne等[40]就利用羥基磷灰石內襯多孔外科植入體孔壁促進骨組織長入；1982 年，Kokubo等發明了磷灰石微粒增強的硅灰石玻璃陶瓷（簡稱A-W玻璃陶瓷），極大地提高了生物玻璃彎曲強度、斷裂韌性和彈性模量（又稱楊氏模量），使其能夠應用于部分承力部位骨缺失替換[41，42]。1987年，de Groot等利用等離子噴涂技術將羥基磷灰石涂覆在金屬植入體表面，以改善用于承力部位的金屬植入體表面生物活性[43]，隨后Furlong和Osborn兩位外科醫生首次將羥基磷灰石涂層金屬植入體應用于臨床骨替換[44]。90年代初，張興棟、Yamasaki和Ripamonti等[45-47]分別獨立報道了多孔羥基磷灰石陶瓷的骨誘導現象。2017年，張勝民等采用一個支架（scaffold）同時誘導骨和軟骨兩種或多種組織的再生[48]，提出了“一個支架，兩種組織”（one scaffold，two tissues）的概念。 20世紀70年代初期，中國開始研究生物醫用陶瓷，并用于臨床。1974年開展了微晶玻璃用于人工關節的研究；1977年氧化鋁陶瓷在臨床上獲得應用[49]；1979 年高純氧化鋁單晶用于臨床，以后又有新型生物醫用陶瓷材料不斷出現，并應用于臨床；1991年，張興棟等在國際上率先提出多孔羥基磷灰石陶瓷的骨誘導性，開辟了材料誘導組織再生新的研究熱潮[45]；1993年等離子噴涂羥基磷灰石涂層金屬植入體被成功研制，并成功用于臨床[50，51]。近年來，生物適配性和材料生物學等新概念被先后提出[52，53]。 21世紀后，硅基生物陶瓷和磷酸鹽陶瓷等生物活性陶瓷材料依舊是生物醫用陶瓷材料研究的熱點，除傳統制備工藝外，3D打印技術和納米技術等先進工藝逐漸被廣泛應用于生物醫用陶瓷制備；生物醫用活性陶瓷材料用于軟骨以及軟-硬骨組織一體化修復領域也成為目前的研究熱點并取得了不錯的研究成果。2015年，Multistation推出了全新的3D打印工藝Biocerawax，在3D打印技術中使用特制蠟材料作為黏合劑，進而開發了低成本生物陶瓷3D打印工藝。2017年，中國科學院上海硅酸鹽研究所通過3D打印方法制備了有序大孔結構的錳-磷酸三鈣（Mn-TCP）生物陶瓷支架，用于骨和軟骨組織再生[54]。生物醫用陶瓷的應用范圍也正在逐步擴大，現不僅僅應用于人工骨、人工關節、人工齒根、骨填充材料、骨置換材料等硬組織修復再生領域，還可應用于皮膚修復、人造心臟瓣膜、人工肌腱、人工血管等領域。 1.1.3 國際生物醫用陶瓷會議演變 1988年在日本京都由國際醫用陶瓷學會（International Society for Ceramics in Medicine，ISCM）舉辦了**屆ISCM關于生物醫用陶瓷的年會，會議論文集收錄論文71篇，以后ISCM年會每年舉行一次（某一年年會如遇世界生物材料大會舉行，則當年年會與之合并舉行）。2004年第17屆年會在美國新奧爾良舉行，收錄論文261 篇。2005年第18屆年會在日本京都舉行，收錄論文342 篇。2006年第19屆年會在中國成都舉行，收錄論文349篇，這是ISCM首次在中國舉行年會。2007年第20屆年會在法國南特舉行。2011年第23屆年會在土耳其伊斯坦布爾舉行，收錄論文173篇。2012年第24屆年會在日本福岡舉行。2018年第30屆年會在日本名古屋舉行，收錄論文46篇。 ISCM年會每年聚焦生物醫用陶瓷研究的多個不同熱點方向，年會的主要研究領域包括如下多個方面：磷酸鈣生物陶瓷、涂層及復合材料、生物活性玻璃及玻璃陶瓷、氧化鋁及氧化鋯生物陶瓷、磷酸鈣骨水泥、無機/有機復合材料、先進制備技術、納米生物醫用陶瓷、生物醫用陶瓷摻雜及工藝研究、支架材料及組織工程、藥物控釋體系、植入體的磨損及固定、表面改性、仿生礦化、體外生物活性評價、細胞-生物醫用陶瓷相互作用、生物陶瓷體內穩定性、消毒對生物醫用陶瓷的影響、臨床前和臨床試驗研究、生物醫用陶瓷在牙科和骨科中的應用等。 1.2生物醫用陶瓷的研究范圍 隨著人類的發展以及科學技術和醫學學科的進步，主要開始于20世紀六七十年代，陶瓷被特別設計，廣泛用于醫學目的，以改善人類生命質量，由此出
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