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