[01186142]高强韧性可降解铁/β-磷酸三钙复合材料的创新制备及性能研究

β-磷酸三钙（β-TCP）具有良好的生物相容性、生物活性和骨传导性,是临床上常用的人工合成骨修复材料。然而,由于强度较低、脆性大、断裂韧性和抗疲劳性能差,β-TCP陶瓷只能用做骨缺损的填充修复材料。可降解铁（Fe）具有优异的机械性能,在体液中可以逐渐降解,降解产物无毒;可降解Fe可用做骨折固定材料和心血管支架材料。在传统结构材料领域,将金属加入陶瓷基体中,制得的金属/陶瓷复合材料在保持陶瓷固有的高硬度、耐磨、耐高温等性能的同时,还具备金属的韧性和可塑性。若以β-TCP为基体,引入可降解Fe,有望制备具有高强韧性的可降解铁/β-磷酸三钙（Fe/β-TCP）复合材料。采用挤出成型法可以制备孔结构可控、高度定向连通的蜂窝状陶瓷,成本低廉,已经实现产业化,但目前尚未见采用挤出成型法制备多孔生物材料的研究报道。 针对具有良好成骨性的β-TCP陶瓷存在脆性大、韧性和抗疲劳性差等问题,考虑到可降解Fe的良好生物相容性和优异的机械性能,鉴于挤出成型法制备多孔陶瓷的优势,在广州市科技计划项目“珠江科技新星”人才专题项目的资助下,本课题以β-TCP为基体,引入可降解Fe金属,采用挤出成型和粉末冶金技术,构建了高强韧性的可降解Fe/β-TCP复合材料及其蜂窝状复合支架。探索了粉末冶金工艺对金属/陶瓷复合材料及其蜂窝状支架的物相、结构和性能的影响;表征了复合材料的体外细胞行为,阐明了离子降解产物对细胞的作用规律;考察了蜂窝状支架对不同部位骨缺损的修复效果。通过综合分析,发展具有良好成骨性能、用于某些承重骨部位缺损修复的可降解蜂窝状复合支架,有望促进广州市再生医学和生物医用材料领域的发展。项目研究的材料达到了合同约定的技术指标;项目申请了发明专利2件,已获授权1件;发表了论文14篇,其中SCI论文13篇;培养研究生5名。