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陶瓷材料范文1

關鍵詞：復合陶瓷材料 介電損耗 介電常數

中圖分類號：TB333 文獻標識碼：A 文章編號：1672-8882（2015）09-039-01

最早對于混合規則的研究可以追溯到19世紀中，作者主要討論了一般電介質混合的關系。到了20世紀中就有了較完整的可利用的數學公式形式被提出，就是著名的Maxwell-Garnett公式。對這些歷史上研究的回顧，可以在圖書中看到。這些研究為后續的多相復合材料介電特性和非線性、不均勻材料的復合問題打下基礎，今天所提的很多公式相關人名都可以在這些文獻中看到。本文對這些理論和公式進行了回顧和比較，并與自己的實驗情況做了比較得到與實驗教符合的理論和修正的途徑。

混合規則

（1）Bruggeman混合規則（Bruggeman公式）

這個規則的基本形式如下：

（1）

公式中 表示組分的體積比率， 表示第i個組分的介電常數， 是多相復合材料的有效介電常數。這個公式也被稱為Bottcher公式。

（2）Maxwell-Garnett公式

公式的基本形式如下：

（2）

公式中字母意義與（1）中相同。

（3）相干勢公式

公式的基本形式如下：

（3）

（4）統一混合規則

Shivola在總結上述結果和其他結果的基礎上提出了一個通用公式如下：

（4）

（5）其他混合規則

在計算和預測多相復合物的介電常數方面，有從實驗角度總結的一類經驗公式，Lichtenecker公式應用最多。

（5）

式中ε是混合物有效電容率，q是體積比率，α是介于-1和1之間的一個常數，i是相序號。

與實驗結果相比較，Lichtenecker公式與實驗數據整體符合較好，其他公式在局部如成分含量較低和較高時符合較好。Lichtenecker公式還可以對指數的取值做出修正，取較好的值，與實驗數據符合的情況可以更好。

參考文獻：

[1]Mossotti O F. Discussione analitica sull'influenza che l'azione di un mezzo dielettrico ha sulla distribuzione dell'elettricità alla superficie di più corpi elettrici disseminati in esso.Memorie dimatematica a di fisica della Società Italiana delle scienze， residente in Modena[J]， 1846， 24（2）：49-74.

[2]Maxwell G. Colours in metal glasses and metal films[J]. Philos. Trans. R. Soc. London， Sect. A， 1904， 3：385-420.

陶瓷材料范文2

沈陽市第一人民醫院口腔科，遼寧沈陽 110044

[摘要] 大量實踐證明，新型醫學材料的運用，為我國的牙科做出的巨大貢獻，同時也為患者提供了生活上的方便。物理陶瓷材料，主要是應用在牙髓病學領域中的一種新型材料，它的出現，為牙髓病學開辟了新的發現目標與方向，被譽為牙髓病材料領域的里程碑。文章主要針對這種材料，首先對物理陶瓷，物理陶瓷的材料應用做了研究，進而又對其具體的應用做了分析，希望能夠為更多的人提供一些幫助。

[

關鍵詞 ] 牙髓治療；生活陶瓷；材料

[中圖分類號] R783.1　[文獻標識碼] A　[文章編號] 1672-5654（2014）10（c）-0170-02

[作者簡介] 王立軍(1973-)，女，漢族，遼寧錦州，本科，醫生，研究方向：口腔內科學。

物理陶瓷是科技發展到一定程度的產物，它是運用一種特殊的物理材料研制而成，屬于具有物理功能的一種陶瓷材料，能夠運用在人體內部，對已經失去功能的器官或者組織起到替換或者輔助的作用，因此，我們也可以稱它為醫用陶瓷材料。這種材料具有非常大的優點，它有很好的物理相容性，能夠適應人體的環境，并能夠抵御病菌的侵蝕，它的性能相對穩定，與人體相互結合后不會出現排異反應，這就奠定了它在牙科領域的地位。本文結合相關臨床資料對其進行分析介紹，具有很高的現實意義。

1 物理陶瓷材料特性及可行性

物理陶瓷，又稱生物陶瓷，是作為一種具有特點生物生理功能的陶瓷材料而出現在世人眼前的，因為其可以直接用于人體器官或者組織的替代、修復以及輔助等環節之中，在臨床醫學中又被稱為醫學陶瓷。當然，就這種陶瓷而言，其有著十分好的生物活性以及抗菌效果，并能與人體的相關組織進行有效結合，從而在包括牙髓病、骨折手術以及心血管組織替換等臨床領域中得到了尤為廣泛的運用[1]。

不過，就物理陶瓷材料在運用上的可行性來說，這種可行性又可以在其性能優勢上找到答案。一般來說，物理陶瓷主要包括有惰性陶瓷材料以及活性陶瓷材料構成，這兩種材料都可以實現與人體的完美結合[2]。這里所說的物理惰性陶瓷材料，主要所說的使其化學性方面行對穩定，并且具有良好的物理相溶性，這種陶瓷材料的結構與其他材料相比較來說性能比較優越和穩定，其強度以及抗磨損方面都很突出，它主要包括氧化鋁陶瓷、單晶陶瓷、氧化鋯陶瓷、玻璃陶瓷等。物理活性陶瓷材料有兩個方面，一個是生活活性陶瓷，一個是生活吸收性陶瓷，我們通常也叫其為降解陶瓷。物理活性陶瓷的作用廣泛，在制作多孔物理組織方面貢獻突出，它能夠與結構表面充分結合，并且十分牢固。

物理吸收性陶瓷的最大特點就是吸收性好，能夠有效的誘導骨生長，物理活性陶瓷有物理活性玻璃，羥基磷灰和陶瓷，磷酸三鈣陶瓷等幾種。物理陶瓷在經過專業的試驗后，我們發現，這種材料沒有毒性，并且也不會引起患者炎癥以及不良反應，在骨組織的重建方面有著非常好的作用，它能夠對受損組織進行修復，使其重生和重建，對于根尖的年輕恒牙作用尤為突出。在利用小動物進行了試驗后我們發現，在進行直接蓋髓治療之后，沒有出現不良反應，牙本質橋能夠及時形成，在修復方面效果也很好，成功率有所保障。因此，我們總結，物理陶瓷在蓋髓或髓室底穿孔修復方面優勢明顯，較之其他材料具有良好的閉合性與封水性，同時，能夠與身體組織進行充分融合，不會出現排異反應，具有骨誘導以及引導骨再生的能力，容易與其他相關材料相結合，增加其性能，在炎癥的抵抗和修復方面，較之其他材料更加優良[3]。因此，我們從以上的內容便可以發現，與其他材料相比，物力陶瓷有著不可替代的性能優勢，而這種獨特的與人體完美契合的特點也就直接奠定了其在牙髓病中的運用地位。

2 物理陶瓷材料在牙髓病治療中的運用

牙髓病一直是目前牙科臨床中的常見疾病之一，其具體治療起來比較艱難。一般來說，用于牙髓病治療的方法主要包括有患牙活髓保存以及非活性保存兩類，而這兩類所使用的技術主要就是根管治療，因為這種治療方式已經成為目前牙髓病治療的一個大熱點。不過，我們應該認識到的是，根管治療在進行的過程中需要合理地使用相關器械、材料以及填充材料，而這種材料又需要滿足對人體無害且能與人體密切結合等標準。因此，在這種需求之下，物理陶瓷開始在牙髓病的臨床治療中廣泛地運用開來，具體的來說，其主要表現在以下幾個方面：

2.1 在根管治療中充當根尖填充材料中的運用

牙根尖周炎是眾多牙髓病中較為常見的一種，其發病率較高，并伴有明顯的咬合痛。一般來說，患有這種疾病的患者都又牙髓病病史以及并不完善的牙髓治療史，其在初期只有輕微的疼痛，但是到了后期便會出現包括浮起、伸長感以及周期性的疼痛，同時壓根發現潰爛和掉渣。針對這種情況，我們都會對發生損壞的部分進行填充性修補，而在修補的過程中則需要選用堅固耐用的填充材料。事實上，最為理想的根尖填充材料應該具備以下性能，首先是相容性，其次是封閉性。這兩個方面的性能可以保障材料在相對潮濕的環境中，不會被腐蝕和氧化，同時其對于射線以及抗病菌方面也需要具有強大的性能，并且，我們還需要這種材料在生活活性以及操作方面性能穩定，這樣才能夠滿足各種條件下的醫學要求。我們通過大量的試驗證明，物理陶瓷材料在根尖填充方面的應用效果良好，基本能夠滿足根尖倒充材料的各種要求[4]。

例如，選取某院某科實施的根尖外科手術的86例病例為觀察對象，病因主要為難治性根尖周炎、樁核冠而無法進行根管再治療的慢性根尖周炎、根管內異物、牙膠超填、根尖形態變異等因素而需進行根尖外科手術治療的患牙。對術中發現有嚴重根裂現象及牙周整體狀況很差的患者排除本研究范圍，所有患牙均術前常規拍X線片，根尖囊腫患者先行根管治療，局麻下行根尖外科手術。在治療后期發現，選用這種根尖填充材料作用十分明顯。

2.2 在充當根管治療中骨腔填入物的運用

骨腔填入物是整個牙髓病根管治療中一個較為重要的組成部分，因為我們在進行實際的骨腔手術中，總是需要考慮到人體以及不同患者的骨質情況，從而選用不容易被人體自行吸收的材料。一般來說，我們在進行臨床之中，需要對患者的口腔進行清洗和消毒處理，并對其發生潰爛以及松動的部位進行分析和確定，我們選用的材料一般需要滿足耐腐蝕性以及惰性等特點，在與人體細胞的結合方面，表現出優越的親和力。那么從骨組織的結構方面來看，其骨鹽中的磷酸鈣和碳酸鈣通常是以結晶羥磷灰石和無定形磷酸鈣結晶的形式存在的。那么我們使用物理陶瓷來代替骨組織，就能夠有效的促進骨組織的生長，不但不會出現排異反應和發炎現象，同時還能夠使新生的骨組織更加牢固，在抵御機械斷裂方面具有更強的能力。β-磷酸三鈣物理陶瓷其原本的結構與人體的骨組織的結構就非常接近，因此，它能夠與人體骨組織有機的結合在一起，并且還能夠修復已經損害的骨結構，臨床試驗表明，硅酸鈣物理陶瓷，在物理活性以及相溶性兩個方面表現突出，并且其周圍的骨組織充分的融合，由此可見其生物活性非常強，最近幾年，這種陶瓷材料在我國牙科臨床的應用，取得良好的成績，其未來的發展前景非常廣闊。

例如，頜骨囊腫是口腔頜面外科常見病之一，常規手術方法治療大中型頜骨囊腫后，填充碘仿紗條，需多次換藥，患者痛苦較大，且遺留頜骨缺損，致局部畸形。按頜骨囊腫手術原則摘除囊腫后，用生理鹽水反復沖洗骨腔，將合適的塊狀生物陶瓷填充，周緣用顆粒狀生物陶瓷填充密合，使之恢復頜骨組織正常外形，嚴密縫合黏骨膜瓣，術后9 d拆線，術后常規使用抗生素以防感染。本組病例經上述處理后，全身無不良反應，15例患者創口一期愈合，術后6~12個月X線復查，生物陶瓷與新生骨及周圍組織融合在一起，愈合良好；1例患者因術后切口裂開、感染，致二次手術取出生物陶瓷，填充碘仿紗條，相應治療后愈合。但總的來說，這種骨腔物理陶瓷填充物的使用還是較為成功的。

2.3 在充當根管治療中根管充填糊劑中的運用

根管填充糊劑是保證根管治療封閉性的根本保證，而這種糊劑在目前的牙科臨床中主要包括以氧化鋅為基質的糊劑、氫氧化鈣為機制的糊劑在內的多種試劑。當然，就這些試劑而言，其需要具有很強的流動性以及滲透性，從而有效地為相關的副根管實現良好溝通。事實上，物理陶瓷在根管填充材料的試驗中，其物理相溶性以及在骨形成的誘導作用方面，已經得到了證實，而代表性的產品已經得到了應用和推廣，效果反應良好。那么這種物理陶瓷材料其主要的成分為氧化鋯，磷酸鈣等，在使用的時候非常方面，甚至不用對其進行攪合，工工作人員直接利用注射器或者小的塑料針頭就能夠將其注送到需要的位置，經過大量的臨床試驗表明，這種材料在組織相容性與骨引導方面有著非常強大的功能，并且對于組織有著非常好的親和性，沒有副作用，沒有刺激性，同時還能夠抑制病菌的產生。

例如，乳牙急性根尖炎疼痛劇烈，并有輕重不同的叩痛，嚴重者可有牙齒松動，慢性期表現根分叉部位的片狀陰影乳牙根管治療術就是通過清理根管，去除感染物質，并對根管進行藥物消毒，清除根尖周炎癥，再用易于吸收的充填材料充填根管，達到治療乳牙根尖周病變。我們運用Vitapex填充劑進行填充。首先，乳牙開髓后牙髓仍有活力者，應先失活牙髓，待牙髓活力喪失后再拔髓;其次，拔髓時用拔髓針探入根管內1/3～2/3，順時針旋轉后抽出；最后，對于壞疽的牙髓則可用氯亞明棉捻擦洗根管壁后再以雙氧水及生理鹽水交替沖洗根管，之后根管預備去除感染物質，使用根管器械擴銼根管，使根管通暢，擴銼完畢后干燥根管，放棉捻于根管內，再以氧化鋅封固[5]。

2.4 在根管治療中充當蓋髓或髓室地穿孔材料中的運用

髓室底穿孔是如今牙髓病中較為頻發的一種疾病類型，一般來說，其如果沒有得到及時的修補，便會導致包括穿孔區牙周炎組織炎癥以及牙髓治療反復失敗在內的多種不良后果，而就這種髓室底穿孔而言，其主要是因為手術者在術中的不規范操作所導致的。目前所具有的臨床資料表明，用于髓室底穿孔修補的材料有許多種，而這些材料所起到的作用又是不一樣的，效果較為明顯的是無機三氧化合物以及氫氧化鈣糊劑兩種材料。物理陶瓷在經過專業的試驗后，我們發現，這種材料沒有毒性，并且也不會引起患者炎癥以及不良反應，在骨組織的重建方便有著非常好的作用，它能夠對受損組織進行修復，使其重生和重建，對于根尖的年輕恒牙作用尤為突出。在利用小動物進行了試驗后我們發現，在進行直接蓋髓治療之后，沒有出現不良反應，牙本質橋能夠及時形成，在修復方面效果也很好，成功率有所保障。因此，我們總結，物理陶瓷在蓋髓或髓室底穿孔修復方面優勢明顯，較之其他材料具有良好的閉合性與封水性，同時，能夠與身體組織進行充分融合，不會出現排異反應，具有骨誘導以及引導骨再生的能力，容易與其他相關材料相結合，增加其性能，在炎癥的抵抗和修復方面，較之其他材料更加優良。

例如，在經臨床檢查和X線片檢查明確診斷為髓室底穿孔的磨牙，穿孔區最寬處<3 mm，X線片示根分叉區無或僅有輕度骨質吸收破壞，牙周情況基本正常，牙松動度<Ⅱ度入選42例患牙中，我們進行醫源性穿孔患牙常規進行窩洞消毒，生理鹽水沖洗，充分止血；病理性穿孔的患牙，在局部麻醉下用銳挖除穿孔處增生的炎性肉芽組織，用3%過氧化氫液和生理鹽水反復沖洗，棉球壓迫充分止血。我們選用MTA材料以及氧化鋅丁香油進行對比試驗，即在穿孔放置MTA糊劑，厚度約1 mm，并輕輕加壓覆蓋封閉穿孔區，上置一消毒棉球，氧化鋅丁香油水門汀暫封，1周復診時去除棉球，保留MTA材料，常規完成根管充填和永久充填。結果發現，MTA作為一種新型的牙科生物材料，具有良好的生物相容性，近年來被引入牙髓病及根尖周病的治療，并取得了良好的效果[6]。

3 結語

經過上文的分析和介紹，我們對物理陶瓷在牙髓病治療中的運用等幾個方面的內容有了一定的了解，我們可以清晰地認識到，經濟的發展必然帶動科技水平的不斷提高。在牙科領域，各種新型的醫療技術與材料不斷涌現，并為我國的牙科治療做出的巨大貢獻，同時也為人們提供了方便，物理陶瓷材料是一種在我國牙科領域應用比較廣泛的材料，它的性能優越，優點眾多，得到了業內人士廣泛青睞，并且，經過多年的努力，這種材料也得到了很大的發展與進步，尤其是在牙髓病治療方面，其表現十分突出。但是，任何事情都具有兩面性，這種新型的材料在取得成績的同時，也存在一定的局限性，這需要我們全體醫療研究人員的共同努力。

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參考文獻]

[1]邱杰.必蘭與利多卡因在牙髓病治療中的麻醉效果比較[J].現代醫藥衛生，2014(12):1851-1852.

[2]孫穎,李璐.局部麻醉對慢性牙周炎患者齦下刮治效果及依從性的影響[J].吉林醫學，2014(19):4171-4173.

[3]胡學紅.開髓引流術中利多卡因過敏1例搶救體會[J].長江大學學報(自科版)，2014(9):70.

[4]邱杰.必蘭與利多卡因在牙髓病治療中的麻醉效果比較.現代醫藥衛生，2014，30（6）：1851-1852.

[5]方榮.牙髓病、根尖周病的現代根管治療效果分析[J].醫學理論與實踐，2011(20)：2465-2466.

陶瓷材料范文3

關鍵詞：鏡子；陶瓷材料；鏡子裱框裝飾；陶瓷工藝

鏡子是人們日常生活中最不能缺少之物，追溯到古代，早在3200多年前的殷商時代就有了真正的鏡子，那時常用青銅鑄造方式制成古代鑒容用具，正面以光素，以利取照，背面常有裝飾。經過戰國、漢、唐宋等各時代對銅鏡的發展，我國古人在制鏡材料上也有了新的嘗試，秦時的金鏡、漢代的鐵鏡、晉時的銀華鏡等，直到清代以后才出現了玻璃鏡。這些制鏡的材料都是比較貴重的金屬，古人們將其與金銀首飾歸屬為一類，作為小件器物來裝飾室內空間。在國外，鏡子也同樣有著悠久的歷史，從以鋼和水晶石為材質到利用水銀和銀箔的化學反應而產生映像效果的鏡子，也經歷了一個漫長的時期。到了現代，隨著科技進步，玻璃鏡的出現很快成為一種時髦的飾物，深受人們歡迎。經過漫長的探索，在解決玻璃鏡的生產成本、清晰度和耐腐蝕等性能后，加之人們審美意識的提高，人們越來越意識到，鏡子不但要滿足我們生活的需要，更要滿足于我們的審美需要，由此產生的玻璃鏡裝飾也越來越受到設計師們的關注，其裝飾手法和材質選擇也越來越廣泛，各種材質的鏡框裝飾層出不窮，常見的有木質、石質、不銹鋼、塑料及綜合材料等，唯獨陶瓷材質運用在鏡子裱框裝飾中還為之甚少。

《簡明不列顛百科全書》的“設計”條目中談到了設計在客觀上所受到的制約因素：“產品的設計首先指準備制成成品的部件之間的關系，這種設計通常要受到四種因素的限制：材料的性能、材料加工方法所起的作用、整體上各部件的緊密結合、整體對于觀賞者、使用者或受其影響者所產生的效果。”不難看出，材料的選擇是設計表達的最關鍵因素，現代設計在相當大的程度上依賴于實用功能、材料、結構、經濟、科技、環境、信息等大多非藝術、非審美的因素。除去產品的實用外，選擇什么樣的材料來裝飾產品則顯得尤為重要。

如果說地球上有某類物質，其自然資源極為豐富，與人類物質生活和精神生活的關系特別密切，非陶瓷莫屬。那么將陶瓷這一被視為不同時期人類社會現實生活的寫照般珍貴的物質融入鏡框裝飾的設計中又是一種怎樣的探索和嘗試呢？陶瓷材料有粗質和細質之分，但無論哪種類型的瓷土都具有可塑性和可轉換性，即可以在外力的作用下發生形態的變化，經過煅燒后可以發生質的變化，轉化成具有耐高溫、耐腐蝕等性能的、質地堅硬的人造器物。并且，就陶瓷材料的質地而言，其瓷胎和釉質的光澤度、透明度和滋潤感則表現為胎質美、釉色美、瓷聲美。通常所謂的“白如玉，薄如紙，明如鏡，聲如磬”便概括了瓷器質地所獨有的特點。陶瓷藝術是一種獨特的工藝美術，其獨特性在于它是科學技術與造型藝術的統一；他既是物質產品，也是精神產品；既是藝術品，也是商品。鏡框裝飾既可以說是藝術品也可以說是商品，這是因為在設計鏡框的過程中，設計者利用多種裝飾技法，以陶瓷材料為媒介，結合創作者的審美想象將藝術以物的形式融入大眾生活當中，并以美的形式訴諸人們的感官，陶冶人們的情操，又滿足人們的實際生活需要。在我看來，陶瓷除了具有上述特性外，更具有物質和文化雙重功能，其材料的物質功能要優越于平時我們常見的鏡框裝飾材料：銅、鐵、鋁等金屬，表現為具有一定的耐酸、堿、鹽等的侵蝕能力，不會與這些物質發生化學反應而生銹、變質和老化；也不會像木質材料那樣容易開裂、腐爛或蟲蛀等；比起塑料，更不是一個等級上可以比擬的。從陶瓷的文化性來說，人類制陶的歷史，就是人類關愛自身、大眾及社會的歷史。同時還具有象征性，依附于一定形式的隱喻或寓意，就陶瓷鏡框裝飾的設計而言，這種隱喻或寓意通過形態、色彩、紋飾和釉色等形式反映出來，顯露出一定的社會歷史內容，象征或代表某一階層、團體或個人的價值觀、情懷與理念、等級、擁有的財富的程度等。并且通過人們巧妙地運用陶瓷材料的結構形態、色彩空間肌理和表層裝飾諸方面的因素，通過對鏡子的使用種類和呈現類型而展現出陶瓷獨特的美。

此外，對陶瓷鏡框裝飾的設計還與其工藝制作流程也密不可分，從某種程度來說，鏡子裱框裝飾若作為滿足生活之物，那么他就是產品，但當它與鏡子結合作為整體被獨立欣賞時又可以稱其為藝術品，所以，在生產工藝上不得不遵循經濟原則，考慮生產成本、便于可操作性和減少勞動時間、提高工作效率等方面。相比其他材料特性而言，陶瓷的生產更具可復制性，對生產的產量化、產品化的可能性更大，而且其制作工藝簡潔，周期也比較短，由此可以通過翻模復制等方式運用到鏡框的批量生產中，使其產量化，從而降低了成本，又貼近了生活，滿足了大眾審美的需要。

有的人認為現代生活質量的優化和物質、精神需求的提高，使得奢華、奢侈型設計產品有了發展趨勢，他們是不需要計較經濟因素的。而更多的人則堅持設計的大眾化方向，認為與大工業機器生產相聯系的現代設計在本質上是為大多數人服務的，后者的意見應當說是更為合理的。陶瓷雕塑鏡框產品，若是為了滿足大眾生活和審美的需要而服務的，那么就要考慮經濟核算問題，考慮原材料費用，生產成本，產品價格，運輸、儲藏、展示、推銷等費用的合理，在一般情況下力求以最小的成本獲得最適用、優質、美觀的設計。陶瓷材料的選擇和它的工藝制作流程就是在嚴格遵循經濟原則的情況下對鏡子裱框裝飾材料的選擇和運用上做出的嘗試和探索。

鏡子是千變萬化的“魔術師”，其鏡子與裱框裝飾相結合，更能體現人們對高品質生活的追求，在此為目標的基礎上，只要我們努力探索，敢于創新，就可以使其變幻出多種藝術效果，從而豐富我們的生活，陶冶我們的審美情操，更能讓藝術不再高高在上，貼近大眾生活。

參考文獻：

[1] 張秀娟.鏡子趣話[J].玻璃，2007（3）.

[2] 華文圖景收藏項目組.銅鏡收藏實用解析[M].中國輕工業出版社.

陶瓷材料范文4

陶瓷產品的設計與生產是一個復雜而又完善的體系，它的構思、設計、制作、生產都區別于傳統手工業生產的陶瓷制作。陶瓷產品是用泥類，經粉碎后和水混合成的可塑性很好的泥團，用這種泥團做成的器形，再放入窯中燒制后的產品稱為陶瓷。在開發新產品的過程中選擇陶瓷的成型方法是確定生產工藝路線中非常關鍵的一步。其中最根本的是對陶瓷產品的產量、品質要求、材料性能以及經濟效益等因素的綜合考慮。

一般情況下，結構簡單的陶瓷產品可以采用的工藝成型方法為滾壓法和旋壓法。大件的或薄壁的陶瓷產品可采用注漿法，如果產品尺寸規格要求高就用壓制法，產品尺寸規格要求不高時，用注漿法或手工刻塑成型就可以了，這種成型方法易于操作、條件好、便于前后程序的連動化。

一般在陶瓷產品的制作過程中最為常用的加工成型主要以注漿法為主。注漿法的基本過程大致分為三個階段，首先，從泥漿注入石膏模直至形成薄泥層，這是第一階段。接下來，在形成薄泥層后，泥層漸厚形成注件，這是第二階段。最后雛培形成后至脫模為收尾階段。這種方法對產品設計成型的使用度較高，是陶瓷產品制作過程中常用的一種方法。

二、陶瓷在未來的發展方向與應用價值

陶瓷材料具有原料豐富，色澤亮麗，成形方便，耐酸耐堿且容易洗滌的特點，他不但清潔衛生，還會經久不變。所以，基于以上特征陶瓷產品在功能上主要以日用陶瓷（茶具，餐具等）設計；衛生潔具設計；建筑陶瓷設計；藝術瓷設計（陳設器具等）為主。但是隨著時代的發展陶瓷功能也得到進一步的擴大，例如：瑞士雷達表已選用超前的材料——精細陶瓷，其抗斷力和拉伸力極高且具有完滿無瑕的外表和舒服親膚的特質。

碳玻璃陶瓷在制作高溫化學反應堆、用于異常條件下的氣體動力、軸承、有色金屬鑄罐的零件方面是不可替代的。還有如日本生產制造的陶瓷刀，用陶瓷菜刀切食物不會留下討厭的鐵腥味和鐵銹，特別適宜于切生吃的食物和熟食；陶瓷剪刀由于不帶磁性，特別適宜于剪接錄音磁帶和錄像磁帶，它的品質大大優于鋼制剪刀，不生銹，十分鋒利，被人們稱贊為永不卷刃。除此之外，陶瓷還應用于太陽能電池、電容器、集成電路、催化劑載體、碳纖維和人體骨骼等方面對機械、能源、電子、信息、汽車、太空活動等領域做出巨大的貢獻。

經過研究，先進的高科技陶瓷，不易磨損，輕巧耐磨，抗酸抗堿，并能忍受高溫。陶瓷這種材料被時代賦予更多和含義，應用的范圍日益廣泛，同時也創造著更大的價值。另外，陶瓷產品的創新設計也應有更加深刻的理解，這種創新設計主要包括兩個方面的內容：一是藝術設計上的創新，另一個則是制作工藝上的創新，即運用現有的制作工藝創作出有新意的產品。雖然陶瓷制品的用途不同，生產工藝不同，設計特點和裝飾手法也有差異，但任何陶瓷產品都需要藝術設計的表現。然而陶瓷行業的模仿與跟風的現象卻是影響創新設計的重要原因，這一原因同時造成了大量的產品同質化。

為了解決這樣的問題，要求設計者在陶瓷設計在中體現“中國風”，將設計民族化、地域化，這一點十分重要了，如素來以溫柔婉約為特質的青花瓷，如今被設計師們用來創作極具力量感的設計作品，中的手槍讓作品不再帶有那么冷冰冰的恐懼，且更具有趣味性。民族的才是世界的，中國陶瓷文明源遠流長，陶瓷文化底蘊深厚，只要我們的企業愿意在挖掘民族特色上下功夫，我們的國際化，我們的國際競爭，將不僅僅只是融入國際大潮中，更會在國際上市場上占據一席之地，甚至引導國際潮流。這將是我國陶瓷產品設計、陶瓷產業的奮斗目標。

三、總結

陶瓷材料范文5

關鍵詞:BP神經網絡;涂層陶瓷材料;磨削去除方式;預測

中圖分類號:TP183 文獻標識碼:A

Based on BP Neural Network Mode of Grinding of Ceramic Materials Forecast. Remove

Duan Jin-ni

(Hunan Institute of Technology,Hunan Changsha 410004)

Key words: The BP neural network;coating ceramic materials;Grinding way. Remove;forecasting

陶瓷涂層在機械制造、工具行業、電子、計算機、國防、航空航天、地質勘探業等領域具有非常廣泛的應用前景[1,2]。對于涂層陶瓷材料磨削,其材料去除方式的傳統研究方法主要是離線測量和分析,即應用掃描電鏡(SEM)對磨削后的表面/亞表面形貌進行觀察和分析,結合對涂層陶瓷磨削所產生的單顆磨粒磨削力、磨削力分力比和比磨削能的實驗結果進行比照。[3]而且涂層陶瓷因噴涂工藝上的原因易形成層狀結構,且留下固有缺陷如空隙、疏松區、垂直于涂層表面的微裂紋和由互相連接的微裂紋所形成的片狀結構,為材料去除方式的傳統辨識方法增加了干擾和誤差[4]。

為了進一步提高涂層陶瓷磨削材料去除方式的辨識精度,本文從模式識別的角度,基于BP神經網絡模型,利用反向誤差傳播學習算法對涂層陶瓷磨削過程進行訓練學習和示例診斷,實現在線預測,對于提高加工效率,保證磨削精度將起到十分重要的意義。

1 BP網絡模型

BP網絡的學習算法過程如下:

(1)初始化權重和閥值;

(2)在P個學習樣本中,按順序輸入樣本數據;

(3)計算zj,yk。其中:

z=f(ωx)y=f(vz)

(4)按以下公式計算輸出層、隱含層誤差分別為:

C=(t-y)y(1-y)B=CVZ(1-Z)

(5)P1=P1+1,如果P1

(6)按以下公式確定新權重:(η為學習效率)

v(n+1)=v(n)+ηCzω(n+1)=ω(n)+iηBx

(7)按新權重計算zj,yk,E,其中

E=(t-y)

如果E>=e,返回步驟(2),如果E

2 實驗及預測結果分析

涂層陶瓷磨削材料去除方式識別過程就是對磨削狀態進行模式分類的過程,由于磨削過程的復雜性,由時域、頻域特征空間到去除方式模式空間的映射往往是非線性的,故很難用單一的判別函數將模式空間進行準確的分類,可以利用BP神經網絡的高度非線性映射能力對材料去除方式進行智能分類研究。

2.1實驗裝置

磨削實驗是在一臺Dover Model 956-S精密數控立式平面磨床上進行的,機床的閉環剛度為50N/μm。采用的砂輪為端面切入式杯形(碗形)砂輪,其規格見表1。利用制動式砂輪修整器裝置采用氧化鋁或碳化硅整形砂輪對金剛石砂輪進行整形,再采用GC杯形砂輪修整器進行修銳。磨削實驗的磨削用量設定如下:砂輪磨削深度a為2μm、5μm、15μm和30μm;工作臺進給速度vf為1mm/s、4mm/s和8mm/s;砂輪速度vs為33m/s(或者主軸轉速為3500r/min)。

磨削實驗所用的涂層陶瓷試件采用顆粒重組工藝和等離子噴涂法制備,涂層的厚度為0.5mm 左右,試件尺寸為25mm×4mm×4mm。涂層陶瓷的基本物理性能如表2所示。

3 某涂層陶瓷的基本物理性能

3.1BP網絡結構的設計

為了簡化網絡模型,本文采用一般文獻所提到的分類方式,即將涂層陶瓷磨削的去除方式分為脆性去除方式和延展性(或塑性)變形去除方式。按這種分類方式,脆性去除方式包括材料粉末化去除方式[6]。

影響涂層陶瓷磨削材料去除方式的因素很多,其中最重要的是被加工材料的特性、磨削工藝條件及砂輪特性等因素。本文研究在被加工材料和砂輪轉速一定的情況下,磨削工藝條件和砂輪特性對涂層陶瓷磨削材料去除方式的影響。通過前面的分析可知,材料去除過程中脆性和延展性是并存的,只是不同的加工條件下,其中一種去除方式占據主導。

對于預測材料去除方式主導性的問題,磨削工藝條件和砂輪特性與其之間存在一種復雜的非線性映射關系。理論上已經證明,在不限制隱層節點數的情況下,兩層(只有一個隱層)的BP網絡可以實現任意非線性映射。為此,本文采用BP兩層神經網絡模型,輸入層含有3個神經元、輸出層含有1個神經元。

對于用于模式識別/分類的BP網絡隱層節點數,根據經驗,可以參照以下公式進行設計[7]:

n=+a(1)

式中:n為隱層節點數;ni為輸入節點數;n0為輸出節點數;a為1～10之間的常數。

針對原始BP算法學習收斂速度太慢、收斂結果易落入局部最小點等缺點,選擇彈性BP算法作為網絡傳輸函數,消除梯度幅值的不利影響。

3.2輸入參數編碼和歸一化處理

網絡輸入向量的取值范圍過大,尤其是砂輪標識,故采用輸入參數編碼或數據歸一化處理,加快收斂過程。

將實驗中選用的120V、600V、1000B和1000C型四種砂輪,依次編碼為0.2、0.4、0.7、0.8;對于具有具體值的輸入參數,如磨削深度、工件進給速度等,必須進行歸一化處理,歸一化函數為

Z=0.9(Z-Z)/(Z-Zn)+0.05

式中,Zi、Zg為磨削參數及其歸一化值。

3.3BP網絡的訓練

觀察結果表明,磨削涂層陶瓷材料時,在小的磨削深度或工件進給速度下,以延展性變形方式為主,而在稍大些的磨削深度和工件進給速度下,材料去除機理以脆性去除方式為主。磨粒較大的砂輪磨削情況下,脆性去除方式所占比例增加。金屬結合劑砂輪較之于陶瓷結合劑砂輪和樹脂結合劑砂輪磨削時,脆性去除方式所占比例增加。陶瓷結合劑砂輪和樹脂結合劑砂輪磨削表面的脆性去除比例在同等磨削工藝條件下基本相同[3]。

因此在本實驗中,將ap=2μm、vf為1mm/s及砂輪標識為1000C磨削條件下的材料去處方式定義為延展性去除方式占絕對主導地位,輸出層節點取值為0.2;將ap=30μm、vf為8mm/s及砂輪標識為120V磨削條件下的材料去處方式定義為脆性去除方式占絕對主導地位,輸出層節點取值為0.8。其余加工條件下的輸出層節點取值依照材料磨削后材料破碎面積相對面積率對比可得,其取值介于0.2～0.8之間。

在20組試驗樣本中(表3列出其中12組典型的兩類模式樣本),隨機地抽取6個樣本作為訓練樣本,另外6個樣本作為測試樣本;迭代次數選為300次,學習率為0.05,以彈性BP算法修正神經網絡的權值和閥值。經過訓練學習,從訓練結果可知:模式樣本l的輸出值接近于0.2,反應模式樣本1去除方式以脆性去除為主;模式樣本2的輸出值接近于0.8,反應模式樣本2去除方式以塑性去除為主。在程序設計中,通過判斷門限0.5區分兩類模式。

3.4預測結果分析

將最后6組樣本作為測試樣本輸入網絡進行識別,網絡訓練結束后得到預測值如表3所示。表中:A0為去除方式的實驗觀測值(采用SEM);A為BP神經網絡預測結果;ε為預測絕對誤差;Δ為預測相對誤差。

訓練樣本6的預測相對誤差較大為-12.5%,這是由于將樣本6磨削條件定義為脆性去除方式占絕對主導地位所引起的誤差。樣本6磨削條件下其單顆磨粒磨削力為0.1690N,而在ap=30μm、vf為4mm/S及砂輪標識為1000C磨削條件下其單顆磨粒磨削力為0.2148N,遠遠大于產生橫向裂紋的臨界載荷。

測試樣本10和11的預測相對誤差分別為-8.82%和-22.22%,主要受涂層陶瓷噴涂時產生的工藝缺陷所影響,孔隙和微觀裂紋過多導致實驗觀測值偏大。

測試樣本8和測試樣本12的預測相對誤差分別為10%和-7.69%,是因為訓練數據過少,導致BP網絡進入局部最小點。

由表3實驗結果可知,BP神經網絡的預測結果是比較精確的,識別結果與實驗觀測值進行對比,除個別樣本外預測相對誤差均控制在±5%以內,與實際的工況一致。

4 結束語

(1)將BP神經網絡引入納米涂層材料磨削領域,對涂層陶瓷磨削材料去除方式進行在線預測,實現了涂層陶瓷磨削材料去除方式的在線預測。

(2)仿真和實驗結果均表明,對于給定的訓練樣本,BP網絡通過自動調整網絡權值實現模式表達,形成所要求的決策區域;已訓練過的BP網絡對測試樣本模式能夠正確識別,且識別精度較高。

(3)由于磨削過程的復雜性,在數據驗證中出現了誤差較大的情況,原因為數據的采集誤差、材料涂層的工藝缺陷所引起,只有很少情況是由BP網絡訓練進入局部最小點造成的。如果實驗數據進一步豐富,該在線預報系統將肯定會提高其仿真精度,達到滿意的效果。此預測方法可以應用于納米陶瓷磨削加工系統,具有較高的實用價值。

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陶瓷材料范文6

【摘要】 ［目的］評估納米羥基磷灰石-二氧化鋯生物陶瓷材料組織相容性。［方法］根據ISO10993-1標準，采用細胞毒性試驗、急性毒性試驗、溶血試驗和體內植入(90 d)試驗對納米羥基磷灰石-二氧化鋯生物陶瓷材料組織相容性進行評估。［結果］納米羥基磷灰石-二氧化鋯生物陶瓷材料組織相容性的細胞毒性評分小于I級，細胞生長無明顯抑制現象，無急性毒性反應，無溶血反應，體內植入符合植入材料生物學評價要求。［結論］納米羥基磷灰石-二氧化鋯生物陶瓷材料具有良好的組織相容性，作為骨組織工程中生物支架材料具有廣闊臨床應用前景。

【關鍵詞】 羥基磷灰石　二氧化鋯　組織相容性

Abstract: ［Objective］To evaluate the histocompatibility of nano hydroxyapatite-zirconia composite bioceramic. ［Methods］According to the standard of ISO 10993-1，cytotoxicity experiment，acute toxicity test，hemolysis test and in vivo implantation(90 days) test were conducted to evaluate the histocompatibility of nano hydroxyapatite-zirconia composite bioceramic.［Results］The score of cytotoxicity experiment was lower than grade I，and there was no significant inhibition of cell growth，no acute toxic reaction or hemolytic reaction.And the in vivo implantation met the requirements of the biological evaluation of implant materials.［Conclusion］Nano hydroxyzpatie-zirconia composite bioceramic showed a good histocompatibility.It has a broad prospect as a biomaterial scaffold in the bone tissue engineering.

Key words：hydroxyapatite; zirconia; histocompatibility

生物陶瓷是目前骨組織工程常用的支架材料，傳統的生物陶瓷材料由于粒徑較大，氣孔大，其脆性及彈性模量較大，影響了在生物醫學領域的應用［1］。由哈爾濱工業大學材料學院與哈爾濱醫科大學附屬第二醫院骨外科共同研究制備的納米羥基磷灰石-40%二氧化鋯(nano hydroxyapatite-40%zirconia，nano HA-40%ZrO2)陶瓷材料強度、硬度、韌性和超塑性上都得到提高，如在人工器官制造，臨床應用等方面將比傳統陶瓷有更廣泛的應用并具有極大的發展前景。本研究選用細胞毒性試驗、急性毒性試驗、溶血試驗，植入實驗評價納米HA-40%ZrO2組織相容性，初步評價該材料應用于臨床醫學的可行性。

1 材料和方法

1.1 材料的制備與浸提液提取

HA／40%ZrO2、HA由哈爾濱工業大學材料學院與哈爾濱醫科大學附屬第二醫院骨外科共同研究制備，用溶膠-凝膠(sol-gel)法制成納米羥墓磷灰石粉粒(HA)［2］，然后將質量比按60%納米HA+40%二氧化鋯比例配制，納米HA和二氧化鋯粉體經充分研磨后得到納米羥基磷灰石／二氧化鋯復合粉體，采用熱壓低溫燒結技術磨削制成3 mm×3 mm×5 mm長方體。將經過環氧乙烷滅菌的上述復合材料以1 g材料／5 ml介質的比例，放入生理鹽水或小牛血中，37℃恒溫箱中靜置浸提72 h制備成HA／40%ZrO2浸提液，過濾除菌，4℃冰箱保存備用。

1.2 細胞毒性試驗

1.2.1 實驗方法

采用L929細胞(哈爾濱醫科大學遺傳實驗室饋贈)經復蘇、傳代后，將細胞培養基配制1×104個／ml細胞懸液分注于96孔塑料培養皿中，每孔100 μl，每組每觀察期至少8孔，細胞培養箱內培養24 h。然后棄去原培養基，用PBS洗滌2次，試驗組加入100 μl小牛血清浸提液，陰性對照組加入100 μl小牛血清，陽性對照組加入64 g/L苯酚溶液，繼續培養1、2 d和3 d。棄去培養皿中的浸提液和培養基，加入20 μl/孔的MTT液，繼續培養6 h，吸去原液，加入150 μl／孔二甲亞砜，振蕩10 min，在BECKMAN DU640紫外分光光度計以500 nm波長測定吸光度OD值，并計算細胞的相對增殖度(RGR)。RGR=(試驗組OD值-空白OD值)／(陰性對照組OD值-空白OD值)

1.2.2 細胞毒性分級與判定

RGR≥100%評為0級；RGR在75%～99%之間評為I級；RGR在50%～74%之間評為II級；RGR在25%～49%之間評為Ⅲ級；RGR在1%～24%之間評為Ⅳ級；RGR為0時評為V級)。實驗結果為1或0級反應為合格，實驗結果為Ⅱ級反應時需結合細胞形態綜合評價，實驗結果為Ⅲ～V級反應為不合格。

1.3 急性全身毒性試驗

1.3.1 動物分組及實驗方法

將20只昆明小鼠(哈爾濱醫科大學附屬第二醫院動物實驗中心提供)，雌雄各半，體重（20±2.0） g，隨機均分為實驗組和對照組，實驗組用生理鹽水HA／40%ZrO2材料浸提液，對照組用生理鹽水，均以50 ml／kg劑量通過小鼠腹腔注射，觀察注射后24、48和72 h動物的一般狀態、毒性表現。

1.3.2 結果評定

72 h內實驗組反應小于對照組為符合要求；實驗組中40%死亡，或60%出現明顯毒性反應，或動物普遍出現進行性體重下降為不符合要求。

1.4 溶血試驗

1.4.1 制備新鮮稀釋血

經肘前靜脈抽取健康人(8人，男性)靜脈血4 ml，混入3.2%檸檬酸鈉緩沖劑0.4 ml，加入生理鹽水5 ml進行稀釋即制備出新鮮稀釋血。

1.4.2 實驗分組及方法

實驗組取HA／40%ZrO2浸提液10 ml，陰性對照組取9 g/L生理鹽水10 ml，陽性對照組取蒸餾水10 ml，每組各取8個試管，將所有試管放入37℃恒溫箱中水浴30 min，各試管內分別加入新鮮稀釋血0.2 ml輕搖，37℃恒溫保留60 min，3 000 r/min離心5 min，取上清液在紫外分光光度儀上測定545 nm處的光吸收度(A)。溶血率計算公式：溶血率=(實驗組吸光度-陰性對照組吸光度)／(陽性對照組吸光度-陰性對照組吸光度)×100%

1.4.3 結果評定

溶血率

1.5 肌肉內種植實驗

1.5.1 實驗分組及方法

選用Wister大鼠40只(哈爾濱醫科大學附屬第二醫院動物實驗中心提供)，雌雄各半，體重（220±25） g，隨機分為術后第7、15、30、90 d 4組，每組10只。將HA-40%ZrO2材料塊環氧乙烷消毒后備用。常規麻醉消毒，在大鼠脊柱右側1.0 cm處做切口，分離豎脊肌，于肌肉內植入HA／40%ZrO2材料塊，縫合肌膜和皮膚。術后每日予以青霉素20萬U肌注，連續3 d，于術后第7、15、30、90 d取材。

1.5.2 觀察指標

大體觀察：觀察術后大鼠飲食、活動、切口反應；肉眼下觀察有無材料外露，材料表面的包膜形成情況、有無紅腫等。病理學觀察：術后各時相點連同材料、包膜和樣品周圍0.5～1.0 cm厚的肌肉共同取出，常規HE染色，每個標本取3張切片。在光學顯微鏡下觀察材料周圍包膜形成情況和組織反應情況。

1.6 統計學處理

應用SPSS 11.0統計軟件對實驗數據進行統計分析，計量資料兩組間均數比較采用t檢驗，多組間均數比較采用單因素方差分析。

2 結果

2.1 細胞毒性試驗

HA／40%ZrO2試驗組及陰性對照組，隨著培養時間延長，OD值均有增加，陽性組OD值無增加，空白組OD值為0.041。實驗組與陰性對照組同一時間組間比較差異無顯著性(P>0.05)，與陽性對照組比較差異有顯著性(P

2.2 急性全身毒性實驗

實驗小鼠均無死亡、進食正常，無驚厥、呼吸抑制、腹瀉、運動減少和體重下降等不良反應，評價屬無毒級。組間小鼠體重增加量比較差異無顯著性(P>0.05)，小鼠體重增加量見表2。表1 細胞毒性實驗各組OD值，RGR和細胞毒性分級分組培養24 hOD值RGR（略）

2.3 溶血實驗

HA／40%ZrO2浸提液組吸光度為0.040±0.003，陰性對照組吸光度為0.009±0.001，陽性對照組吸光度為0.988±0.031，根據溶血率公式計算HA-40%ZrO2材料浸提液的溶血率為3.17%，溶血率

2.4 肌肉內植入實驗

2.4.1 大體觀察

各組實驗動物術后當天開始進食且活動正常，創口無明顯出血、滲出，術后5 d創口愈合良好。未見皮膚破潰、植入物外露等現象。將包繞HA-40%ZrO2材料的組織切開，術后第7、15 d時無明顯包膜形成，第30、90 d時可見包膜組織，包膜隨時間延長逐漸變薄。表2 急性全身毒性實驗體重變化情況（略）

2.4.2 組織病理學檢查

材料植入大鼠豎脊肌植入后7 d，試樣周圍可見以嗜中性粒細胞浸潤為主的炎性反應，可見吞噬細胞，無囊壁形成（圖1）；植入15 d后試樣周圍有少量嗜中性粒細胞、淋巴細胞浸潤和巨細胞；試樣周圍可見小血管與纖維母細胞增生，開始形成疏松囊壁（圖2）；植入30 d后，試樣周圍可見少量淋巴細胞，試樣周圍可見纖維母細胞與膠原纖維，并已形成纖維囊腔結構（圖3）；植入90 d后試樣周圍未見或僅見極少量淋巴細胞，纖維化囊壁致密，壁的厚度比形成初期要薄（圖4）。

3 討論

生物陶瓷是目前骨組織工程常用的支架材料，常用的是以羥基磷灰石(hydroxyapatite，HA)粉料為原料［2］，經高溫燒結即得到的生物羥基磷灰石陶瓷，由于其粒徑較大，氣孔大，其脆性及彈性模量較大，影響了在生物醫學領域的應用［3］。納米生物復合材料是將納米微粒與其他材料復合制成各種復合材料從而獲得許多優良特征［4］。氧化鋯(ZrO2)具有良好的耐磨性、抗生理腐蝕性和好的生物相容性，而且其強度、斷裂韌性指標也高于其他所有的生物陶瓷材料，作為第二相顆粒加入到HA涂層中可以顯著提高涂層材料的力學性能 ［5］。目前國內外已制備出含有(10%～70%)ZrO2的納米羥基磷灰石復合材料［6］，其強度和韌性等綜合性能可達到甚至超過致密骨骼的相應性能［7、8］。其ZrO2含量越高其力學性能提高越明顯，但由于金屬離子效應，吸附在材料表面的組織生物分子的化學組成將會發生相應的變化。為探索在力學性能和組織相容性上達到平衡，由哈爾濱工業大學材料學院與哈爾濱醫科大學附屬第二醫院骨外科共同研究制備成HA／40%ZrO2，其在強度、硬度和韌性上都得到顯著提高。

當生物材料植入人體后，材料周圍組織(組織細胞，水，離子和生物分子及其他物質的體液)的組成是非常復雜的，表現的形式也多種多樣。組織相容性是指材料與活體組織之間相互容納的程度，即材料的植入或接觸對組織的組成，形態結構和功能的影響［9］。目前，人們對生物材料與骨的相容性研究主要包括三部分：(1)用體外細胞培養法研究其細胞相容性；(2)用體內種植實驗研究其組織相容性；(3)臨床研究其組織相容性。

本實驗測定HAp2ZrO2復合陶瓷的生物學性能首先采用體外細胞毒性實驗，選用的四唑鹽(MMT)法是一種國際標準檢測細胞存活和生長的方法，其原理是活細胞線粒體中的琥珀酸脫氫酶能使外源的MTT還原為難溶性的藍紫色結晶物(Formazan)并沉積在活細胞中，而死亡細胞對MTT不起作用，因此死亡細胞不會被染色。由于MTT結晶物形成量與細胞數呈正比，OD值就能間接反映活細胞數量。通過計算出不同濃度試驗材料浸提液作用下的細胞增殖度，可以對該材料的細胞毒性作用作出可靠的定量評價。結果顯示24 h、48 h后的各組HA／40%ZrO浸提液細胞毒性分級均為0級，72 h后的各組HA／40%ZrO2浸提液細胞毒性分級0或1級別，且與陰性對照組相比無明顯差異，由此說明HA／40%ZrO2無細胞毒性作用。

體內植入試驗可從宏觀和微觀水平來評價組織工程支架材料對組織的局部反應，包括早期的炎癥反應和隨后的纖維增生反應。通過體內植入試驗結果可見，材料在大鼠肌肉內埋植后，均未出現任何壞死、纖維化、異位骨化和囊性改變。鏡下可見在早期(7 d)出現以嗜中性粒細胞浸潤為主的急性非特異性炎癥反應，多由于手術創傷、繼發性微生物侵入引起的細菌性炎癥或者植入物抑制局部的免疫應答能力而產生急性炎癥反應。植入15 d后，材料周圍嗜中性粒細胞減少，可見淋巴細胞、巨細胞，轉入慢性無菌性炎癥表現，并可見纖維母細胞與膠原纖維，開始形成疏松囊壁。植入30 d后，炎癥反應明顯減輕并伴有纖維增生反應，植入90 d后，炎癥反應基本消失，纖維化囊壁致密且較初期薄。說明材料對正常組織已無刺激作用。符合植入物正常病理變化及評定標準［10］，說明HA／40%ZrO2與周圍組織有良好的相容性。

在臨床方面研究其組織相容性，采用的全身急性毒性試驗和溶血試驗，根據結果提示由于HA和ZrO2為惰性材料，其在生物體內化學性質穩定，無組成元素溶出，因此不會因材料可溶性殘余分子的化學作用導致生物體急性反應及溶血作用，說明HA／40%ZrO2無全身急性毒性及溶血反應。

本實驗表明納米羥基磷灰石-40%二氧化鋯生物陶瓷材料具有良好的組織相容性，考慮到其力學性質的優越性，其作為骨組織工程增韌材料、關節和口腔修復材料具有廣闊的臨床應用前景。在臨床應用之前，該納米生物材料還需進一步研究遺傳毒性及長期植入試驗，觀察長期植入生物體內后復合材料的化學、力學穩定性及材料微小顆粒溶解情況，為臨床應用奠定基礎。

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