含镧羟基磷灰石的合成和性能研究
作者：张玉梅 付涛 徐可为 安宏
单位：张玉梅(西安交通大学金属材料强度国家重点实验室)；付涛(西安交通大学金属材料强度国家重点实验室)；徐可为(西安交通大学金属材料强度国家重点实验室)；安宏(总后建筑工程研究所，陕西 西 安 710049)
关键词：羟基磷灰石； 镧； 红外光谱分析； X线衍射分 析；生物活性
牙体牙髓牙周病学杂志000311 【摘 要】 目的：研究湿法合成含镧羟基磷灰石的 可行性及其 体外生物活性。方法：采用湿法合成羟基磷灰石和两种不同的含镧 羟基磷灰石粉，在300℃、600℃、900℃热处理。红外光谱及X线衍射分析粉的成分。将90 0℃热处理的两种含镧羟基磷灰石及羟基磷灰石的压片在模拟体液内浸泡，采用扫描电镜及 溶液钙离子浓度测定法观察其体外生物活性。结果：通过热处理可 去 除含镧羟基磷灰石及羟基磷灰石内的杂质成分，获得标准比的羟基磷灰石。含镧羟基磷灰石 的热稳定性差，900℃分解出β-Ca3(PO4)2和CaO。在模拟体液中含镧羟基磷灰石表面 可形成少量的不完整的钙磷结晶层。结论：湿法可合成成分较纯、 结晶度较高的含镧羟基磷灰石，其体外生物稳定性较羟基磷灰石高。：研究湿法合成含镧羟基磷灰石的 可行性及其 体外生物活性。方法：采用湿法合成羟基磷灰石和两种不同的含镧 羟基磷灰石粉，在300℃、600℃、900℃热处理。红外光谱及X线衍射分析粉的成分。将90 0℃热处理的两种含镧羟基磷灰石及羟基磷灰石的压片在模拟体液内浸泡，采用扫描电镜及 溶液钙离子浓度测定法观察其体外生物活性。结果：通过热处理可 去 除含镧羟基磷灰石及羟基磷灰石内的杂质成分，获得标准比的羟基磷灰石。含镧羟基磷灰石 的热稳定性差，900℃分解出β-Ca3(PO4)2和CaO。在模拟体液中含镧羟基磷灰石表面 可形成少量的不完整的钙磷结晶层。结论：湿法可合成成分较纯、 结晶度较高的含镧羟基磷灰石，其体外生物稳定性较羟基磷灰石高。
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【中图号】 R318.08 【文献标识码】 A
【文章编号】 1005-2593(2 000)03-0149-03
[牙体牙髓牙周病学杂志，2000，10(3)：149]
Wet synthesis and characterization of
lanthanum-substituted hydroxyapatite
ZHANG Yu-mei, FU Tao, XU Ke-wei, et al
State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Metal Materials, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049
, http://www.100md.com
【Abstract】 AIM: To study the feasibility of wet synth esizing lanthanum-substituted hydroxyapatite(HA) and its bioactivity in vitro. METHODS: Hydroxyapatite(HA) and lanthanum-substituted hy droxya patite powders were synthesized by wet method, and were compacted into pallets a nd heat treated at 300, 600, 900℃ respectively. Analysis of the lanthanum-subst ituted hydroxyapatites and HA by FTIR spectroscopy and X-ray diffraction. The in vitro bioactivity of the lanthanum-substituted hydroxyapatites and hydroxyapati te heat treated at 900℃ was assessed by immersion testing in simulated body flu id (SBF). Both scanning electron microscopy (SEM) analysis and ionic solution ch anges (Ca2+) were measured. RESULTS: With the increa sing of sintering temperatures, the phase-pure lanthanum-substituted hydroxyapat ite and stoichiometric hydroxyapatite could be got. The lanthanum-substituted hy droxyapatite was less stable for decomposing into β-Ca3(PO4)2 and CaO a t the temperature of 900℃. Lanthanum-substituted hydroxyapatite induced a less co mplete bonelike apatite layer formation on the surface. CONCLUSION: Lanthanum-substituted hydroxyapatite powders with phase-pure and high er crystal can be synthesized by wet method, and the substitution of Lanthanum f or calcium has increased the structure stability of hydroxyapatite.
, http://www.100md.com
【Key Words】 hydroxyapatite；lanthanum； X-ray diffractio n； FTIR spectroscopy； bioactivity
[Chinese Journal of Conservative Dentistry, 2000,10(3):149]
羟基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2,HA]以其优 良的生物活 性及体内的骨引导性成为一种常用的骨修复材料。与其它生物陶瓷如生物活性玻璃、A-W玻 璃陶瓷相比，其主要优势在于羟基磷灰石的化学成分与骨组织及牙齿硬组织的无机成分相似 。 而人体硬组织的无机成分除磷灰石外还有许多阴、阳离子[1]，如F-、CO2- 3、 Sr2+、Ba2+。并且发现在生物磷酸盐化石中，稀土元素含量甚高。就某 一 块骨骼而言，其表层的稀土含量在0.0002%～0.8%之间。有学者发现，稀土元素镧具有较好 的抗 龋能力及抑制牙齿脱矿作用，认为镧部分取代羟基磷灰石中的钙离子能形成更加稳定的磷灰 石结构。虽然这些离子含量很少，但某些微量离子在硬组织的生化过程中起着重要作用。因 此深入研究这些离子在体内外的生物效应将有助于理解磷酸钙陶瓷的成骨机制，为磷酸钙生 物陶瓷及涂层材料的发展和完善指明方向。本文采用简便的湿法合成了含镧的羟基磷灰石， 并考察了它们在高温环境的稳定性及体外生物活性。
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1 材料和方法
HA的合成由500ml 0.32mol/L [Ca(NO3)2,]和0.19mol/L (NH4)2HPO4经湿法合 成。制备含镧 羟基磷灰石时在溶液中加入La(NO3)2 ，使La/(Ca+La)为1%(1La)和10%(10La)(摩尔比 )。浓缩NH3 H2O调整溶液pH值大于9，50℃摇动24h，离心清洗，80℃烘干24h，200kg压 力下把烘干后的粉冷压成Φ13mm×1.5mm的片，粉样和片样分别在300℃、600℃、900℃ 热处理1h。把900℃热处理的压片(HA900, 1La900, 10La900)放入10ml 37℃模拟体液中 ，间断测量溶液中的Ca2+浓度，每2d测量溶液pH值，21d后取出。用去离子水 配置模拟体液[2]，浓HCl、三甲羟基氨络甲烷和pHS-2C精密酸度计调整溶液pH值 为7.40。
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Rigaku D/max-3C X线衍射仪(CuKα)，PE 1760-X傅氏红外光谱仪和EDX分析粉和片的成分， SJ-2700扫描电镜观察形貌，BPC半自动生化分析仪测量浸泡液中Ca2+的浓度。
2 结果
2.1 傅立叶红外光谱分析(FTIR)
湿法合成的两种含镧羟基磷灰石热处理后红外光谱分析结果与羟基磷灰石粉相似(图1)。羟 基磷灰石粉的IR谱表明300℃以上的热处理可除去NH+4(3154cm-1)，600℃以上的 热处理NO-3(1384cm-1)和CO2-3(1636, 1456，1416cm-1)含量 明显减少，900℃热处理后NO-3可去除。
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随热处理温度提高吸收水的峰(3435cm-1)变弱。各温度粉的OH-峰(3570,633cm -1 )均明显，未见HPO2-4的峰(875cm-1)，说明粉是标准比的羟基磷灰石(s- HA)。
2.2 X线衍射分析
镧的加入未在原粉中引入新相，但衍射峰的宽化和弱化更严重，使确定峰位误差较大，不能 准确判断峰移。热处理后峰变窄变强，结晶性升高(图2)。900℃热处理后分解更严重，分解 出β-Ca3(PO4)2和CaO，未发现LaPO4的峰，经计算1 La和10 La中的HA比例分别为7 3%和50%。因此，可认为La3+进入HA晶格置换了Ca2+。
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图1 不同温度热处理HA粉的IR谱
图2 不同温度热处理10La粉的XRD谱
图3 浸泡液中Ca2+浓度的变化曲线
[Ct-Co为浸泡液中Ca2+浓度(Ct)与原始模拟体液中Ca2+浓度(Co)的 差值]
2.3 体外生物活性研究
HA和两种含镧羟基磷灰石在模拟体液中都经过了溶解-再结晶过程。图3显示了浸泡3 种材料的模拟体液内Ca2+浓度的变化曲线。溶液中Ca2+浓度随浸泡时 间的增加浓度逐渐减少，在浸泡10La磷灰石材料的模拟体液中Ca2+浓度变化最小，其 次为1La磷灰石和HA。说明Ca2+在材料表面沉积，而且在HA表面的沉积速度 快于含镧磷灰石。这一结果与扫描电镜观察一致(图4)。HA压片在模拟体液中浸泡21d后 表面形成一层结晶物(图4a)，高倍下为细针状，EDX发现大量的碳，Ca/P原子比为1.51，与 等 离子喷涂HA涂层[3，4]和碱液处理钛合金[2]在模拟体液中的自然沉淀物 相同，都为含碳酸根、缺钙、弱结晶的骨状磷灰石。而10La磷灰石压片浸泡21d后其表面 形成少量的、不完整的钙磷结晶层(图4b)。
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图4 模拟体液中浸泡21d后表面的形貌变化
a：HA; b：10La
3 讨论
关于羟基磷灰石的合成方法很多，主要是固态反应热烧结法和水溶液法。本实验采用水溶液 的湿法合成两种含镧羟基磷灰石。湿法合成的羟基磷灰石经常含有CO2-3，它可能 取代羟基磷灰石中的OH-(A型)或者PO3-4(B型)，B型取代会使羟 基磷 灰石的Ca/P原子比升高，从IR谱尖锐的OH-峰和900℃热处理HA的Ca/P原子比(1.69)可认为 ， CO2-3的取代主要是B型的。NH+4和NO-3可能是粘附的，在较高的温度下发 生了分解。 La3+半径(101.6pm)与Ca2+相当，而电荷数高，因此与羟基磷灰石有较高 的结合力，液相反应时形核较多，使晶粒得以细化，结晶性变差，这可能是含镧羟基磷灰石 衍射峰宽化和弱化的原因。镧不但可以取代钙的位置与生物大分子结合，而且还可取代包括 已结合的钙离子[5]。环境保护中，常加入硝酸镧以除去污水中的磷，就是利用了 镧与磷酸盐有较低的溶解度。从本实验结果可以看出，湿法合成的镧磷灰石通过热处理可获 得 成分较纯、结晶度较高的含镧羟基磷灰石。通过X线衍射及红外光谱分析，其结构应为:(Ca ，La)10(PO4)6(OH)2。
, 百拇医药
生物活性材料的特征之一就是在材料与生理体液(体内)或模拟体液(体外)接触后能 在其表面形成磷灰石结晶层[6～8]。这层结构有利于材料与骨组织的连结 [6，8]。本实验观察了两种含镧羟基磷灰石在模拟体液中表面磷灰石结晶层的形成情况 。发现含镧磷灰石在模拟体液中比较稳定，钙离子浓度变化小，表面仅形成少量不完整的钙 磷结晶层。而羟基磷灰石在模拟体液中钙离子浓度变化较大，表面形成针状骨样钙磷结晶层 。说明含镧磷灰石在模拟体液中比HA稳定。晶体的稳定性由其所具有的晶格能大小所决 定。根据波恩-朗德公式：U=AN0Z1Z2E2/4πε0γ1[9],可见电荷数越 大，半径越小，晶格能就越大，晶体也就越稳定。La3+ 与Ca2+半径相近，但 前者电荷数大于后者，因此La3+将羟基磷灰石晶体中的Ca2+置换后形成的含镧 羟基磷灰石晶体的晶格能也比HA晶体大，即其晶体较HA稳定。因此可以推测以含镧磷灰石作 为植骨材料或作为种植体的涂层材料，在体内将比HA稳定，且不易被吸收。
, 百拇医药
国家自然科学基金资助项目(59872026)
【参考文献】
[1] Suchanek W, Yoshimura M. Processing and properties of hydroxyapat ite-based biomaterials for use as hard tissue replacement implants. J Mater Res, 1998,13(1):9
[2] Kokubo T, Miyaji F, Kim HM. Spontaneous formation of bonelike apa tite layer o n chemically treated titanium metals. J Am Ceram Soc，1996,79(4):1127
[3] Weng J, Liu Q, Wolke JGC, et al. Formation and characte ristics of the apatite layer on plasma-sprayed hydroxyapatite coating in stimula ted body fluid. Biomaterials，1997，18(15):1027
, 百拇医药
[4] Ferraz MP, Monteiro FJ, Santos JD. CaO-P2O5 glass hydroxyap atite double-layar plasma-sprayed coating: In vitro bioactivity evaluation. J Biomed Mater Res, 1999,45:376
[5] 郭伯生. 稀土在生物领域中的应用研究进展. 稀土, 1999,20(1):64
[6] Hench LL, Wilson J. Surface-active biomaterials. Science，1984，2 26:630
[7] Ducheyne P, EI-Ghannam A, Shapiro IM. Effect of bioactive glass template on osteoblast proliferation and in vitro synthesis of bone-like tissue. J Cell Biochem，1994，56:162
[8] Kokubo T, Ito S, Huang ZT, et al. Ca-P-rich layer formed on h igh strength bioactive glass-ceramic A-W. J Biomed Mater Res, 1990,24:331
[9] Nicholas D, Priest Frank I, Van De Vyver. Trace metals and fluor ide bones and teeth. The United States: CPC press INC, 1990. 136
收稿日期：2000-02-12, 百拇医药
单位：张玉梅(西安交通大学金属材料强度国家重点实验室)；付涛(西安交通大学金属材料强度国家重点实验室)；徐可为(西安交通大学金属材料强度国家重点实验室)；安宏(总后建筑工程研究所，陕西 西 安 710049)
关键词：羟基磷灰石； 镧； 红外光谱分析； X线衍射分 析；生物活性
牙体牙髓牙周病学杂志000311 【摘 要】 目的：研究湿法合成含镧羟基磷灰石的 可行性及其 体外生物活性。方法：采用湿法合成羟基磷灰石和两种不同的含镧 羟基磷灰石粉，在300℃、600℃、900℃热处理。红外光谱及X线衍射分析粉的成分。将90 0℃热处理的两种含镧羟基磷灰石及羟基磷灰石的压片在模拟体液内浸泡，采用扫描电镜及 溶液钙离子浓度测定法观察其体外生物活性。结果：通过热处理可 去 除含镧羟基磷灰石及羟基磷灰石内的杂质成分，获得标准比的羟基磷灰石。含镧羟基磷灰石 的热稳定性差，900℃分解出β-Ca3(PO4)2和CaO。在模拟体液中含镧羟基磷灰石表面 可形成少量的不完整的钙磷结晶层。结论：湿法可合成成分较纯、 结晶度较高的含镧羟基磷灰石，其体外生物稳定性较羟基磷灰石高。：研究湿法合成含镧羟基磷灰石的 可行性及其 体外生物活性。方法：采用湿法合成羟基磷灰石和两种不同的含镧 羟基磷灰石粉，在300℃、600℃、900℃热处理。红外光谱及X线衍射分析粉的成分。将90 0℃热处理的两种含镧羟基磷灰石及羟基磷灰石的压片在模拟体液内浸泡，采用扫描电镜及 溶液钙离子浓度测定法观察其体外生物活性。结果：通过热处理可 去 除含镧羟基磷灰石及羟基磷灰石内的杂质成分，获得标准比的羟基磷灰石。含镧羟基磷灰石 的热稳定性差，900℃分解出β-Ca3(PO4)2和CaO。在模拟体液中含镧羟基磷灰石表面 可形成少量的不完整的钙磷结晶层。结论：湿法可合成成分较纯、 结晶度较高的含镧羟基磷灰石，其体外生物稳定性较羟基磷灰石高。
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【中图号】 R318.08 【文献标识码】 A
【文章编号】 1005-2593(2 000)03-0149-03
[牙体牙髓牙周病学杂志，2000，10(3)：149]
Wet synthesis and characterization of
lanthanum-substituted hydroxyapatite
ZHANG Yu-mei, FU Tao, XU Ke-wei, et al
State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Metal Materials, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049
, http://www.100md.com
【Abstract】 AIM: To study the feasibility of wet synth esizing lanthanum-substituted hydroxyapatite(HA) and its bioactivity in vitro. METHODS: Hydroxyapatite(HA) and lanthanum-substituted hy droxya patite powders were synthesized by wet method, and were compacted into pallets a nd heat treated at 300, 600, 900℃ respectively. Analysis of the lanthanum-subst ituted hydroxyapatites and HA by FTIR spectroscopy and X-ray diffraction. The in vitro bioactivity of the lanthanum-substituted hydroxyapatites and hydroxyapati te heat treated at 900℃ was assessed by immersion testing in simulated body flu id (SBF). Both scanning electron microscopy (SEM) analysis and ionic solution ch anges (Ca2+) were measured. RESULTS: With the increa sing of sintering temperatures, the phase-pure lanthanum-substituted hydroxyapat ite and stoichiometric hydroxyapatite could be got. The lanthanum-substituted hy droxyapatite was less stable for decomposing into β-Ca3(PO4)2 and CaO a t the temperature of 900℃. Lanthanum-substituted hydroxyapatite induced a less co mplete bonelike apatite layer formation on the surface. CONCLUSION: Lanthanum-substituted hydroxyapatite powders with phase-pure and high er crystal can be synthesized by wet method, and the substitution of Lanthanum f or calcium has increased the structure stability of hydroxyapatite.
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【Key Words】 hydroxyapatite；lanthanum； X-ray diffractio n； FTIR spectroscopy； bioactivity
[Chinese Journal of Conservative Dentistry, 2000,10(3):149]
羟基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2,HA]以其优 良的生物活 性及体内的骨引导性成为一种常用的骨修复材料。与其它生物陶瓷如生物活性玻璃、A-W玻 璃陶瓷相比，其主要优势在于羟基磷灰石的化学成分与骨组织及牙齿硬组织的无机成分相似 。 而人体硬组织的无机成分除磷灰石外还有许多阴、阳离子[1]，如F-、CO2- 3、 Sr2+、Ba2+。并且发现在生物磷酸盐化石中，稀土元素含量甚高。就某 一 块骨骼而言，其表层的稀土含量在0.0002%～0.8%之间。有学者发现，稀土元素镧具有较好 的抗 龋能力及抑制牙齿脱矿作用，认为镧部分取代羟基磷灰石中的钙离子能形成更加稳定的磷灰 石结构。虽然这些离子含量很少，但某些微量离子在硬组织的生化过程中起着重要作用。因 此深入研究这些离子在体内外的生物效应将有助于理解磷酸钙陶瓷的成骨机制，为磷酸钙生 物陶瓷及涂层材料的发展和完善指明方向。本文采用简便的湿法合成了含镧的羟基磷灰石， 并考察了它们在高温环境的稳定性及体外生物活性。
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1 材料和方法
HA的合成由500ml 0.32mol/L [Ca(NO3)2,]和0.19mol/L (NH4)2HPO4经湿法合 成。制备含镧 羟基磷灰石时在溶液中加入La(NO3)2 ，使La/(Ca+La)为1%(1La)和10%(10La)(摩尔比 )。浓缩NH3 H2O调整溶液pH值大于9，50℃摇动24h，离心清洗，80℃烘干24h，200kg压 力下把烘干后的粉冷压成Φ13mm×1.5mm的片，粉样和片样分别在300℃、600℃、900℃ 热处理1h。把900℃热处理的压片(HA900, 1La900, 10La900)放入10ml 37℃模拟体液中 ，间断测量溶液中的Ca2+浓度，每2d测量溶液pH值，21d后取出。用去离子水 配置模拟体液[2]，浓HCl、三甲羟基氨络甲烷和pHS-2C精密酸度计调整溶液pH值 为7.40。
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Rigaku D/max-3C X线衍射仪(CuKα)，PE 1760-X傅氏红外光谱仪和EDX分析粉和片的成分， SJ-2700扫描电镜观察形貌，BPC半自动生化分析仪测量浸泡液中Ca2+的浓度。
2 结果
2.1 傅立叶红外光谱分析(FTIR)
湿法合成的两种含镧羟基磷灰石热处理后红外光谱分析结果与羟基磷灰石粉相似(图1)。羟 基磷灰石粉的IR谱表明300℃以上的热处理可除去NH+4(3154cm-1)，600℃以上的 热处理NO-3(1384cm-1)和CO2-3(1636, 1456，1416cm-1)含量 明显减少，900℃热处理后NO-3可去除。
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随热处理温度提高吸收水的峰(3435cm-1)变弱。各温度粉的OH-峰(3570,633cm -1 )均明显，未见HPO2-4的峰(875cm-1)，说明粉是标准比的羟基磷灰石(s- HA)。
2.2 X线衍射分析
镧的加入未在原粉中引入新相，但衍射峰的宽化和弱化更严重，使确定峰位误差较大，不能 准确判断峰移。热处理后峰变窄变强，结晶性升高(图2)。900℃热处理后分解更严重，分解 出β-Ca3(PO4)2和CaO，未发现LaPO4的峰，经计算1 La和10 La中的HA比例分别为7 3%和50%。因此，可认为La3+进入HA晶格置换了Ca2+。
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图1 不同温度热处理HA粉的IR谱
图2 不同温度热处理10La粉的XRD谱
图3 浸泡液中Ca2+浓度的变化曲线
[Ct-Co为浸泡液中Ca2+浓度(Ct)与原始模拟体液中Ca2+浓度(Co)的 差值]
2.3 体外生物活性研究
HA和两种含镧羟基磷灰石在模拟体液中都经过了溶解-再结晶过程。图3显示了浸泡3 种材料的模拟体液内Ca2+浓度的变化曲线。溶液中Ca2+浓度随浸泡时 间的增加浓度逐渐减少，在浸泡10La磷灰石材料的模拟体液中Ca2+浓度变化最小，其 次为1La磷灰石和HA。说明Ca2+在材料表面沉积，而且在HA表面的沉积速度 快于含镧磷灰石。这一结果与扫描电镜观察一致(图4)。HA压片在模拟体液中浸泡21d后 表面形成一层结晶物(图4a)，高倍下为细针状，EDX发现大量的碳，Ca/P原子比为1.51，与 等 离子喷涂HA涂层[3，4]和碱液处理钛合金[2]在模拟体液中的自然沉淀物 相同，都为含碳酸根、缺钙、弱结晶的骨状磷灰石。而10La磷灰石压片浸泡21d后其表面 形成少量的、不完整的钙磷结晶层(图4b)。
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图4 模拟体液中浸泡21d后表面的形貌变化
a：HA; b：10La
3 讨论
关于羟基磷灰石的合成方法很多，主要是固态反应热烧结法和水溶液法。本实验采用水溶液 的湿法合成两种含镧羟基磷灰石。湿法合成的羟基磷灰石经常含有CO2-3，它可能 取代羟基磷灰石中的OH-(A型)或者PO3-4(B型)，B型取代会使羟 基磷 灰石的Ca/P原子比升高，从IR谱尖锐的OH-峰和900℃热处理HA的Ca/P原子比(1.69)可认为 ， CO2-3的取代主要是B型的。NH+4和NO-3可能是粘附的，在较高的温度下发 生了分解。 La3+半径(101.6pm)与Ca2+相当，而电荷数高，因此与羟基磷灰石有较高 的结合力，液相反应时形核较多，使晶粒得以细化，结晶性变差，这可能是含镧羟基磷灰石 衍射峰宽化和弱化的原因。镧不但可以取代钙的位置与生物大分子结合，而且还可取代包括 已结合的钙离子[5]。环境保护中，常加入硝酸镧以除去污水中的磷，就是利用了 镧与磷酸盐有较低的溶解度。从本实验结果可以看出，湿法合成的镧磷灰石通过热处理可获 得 成分较纯、结晶度较高的含镧羟基磷灰石。通过X线衍射及红外光谱分析，其结构应为:(Ca ，La)10(PO4)6(OH)2。
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生物活性材料的特征之一就是在材料与生理体液(体内)或模拟体液(体外)接触后能 在其表面形成磷灰石结晶层[6～8]。这层结构有利于材料与骨组织的连结 [6，8]。本实验观察了两种含镧羟基磷灰石在模拟体液中表面磷灰石结晶层的形成情况 。发现含镧磷灰石在模拟体液中比较稳定，钙离子浓度变化小，表面仅形成少量不完整的钙 磷结晶层。而羟基磷灰石在模拟体液中钙离子浓度变化较大，表面形成针状骨样钙磷结晶层 。说明含镧磷灰石在模拟体液中比HA稳定。晶体的稳定性由其所具有的晶格能大小所决 定。根据波恩-朗德公式：U=AN0Z1Z2E2/4πε0γ1[9],可见电荷数越 大，半径越小，晶格能就越大，晶体也就越稳定。La3+ 与Ca2+半径相近，但 前者电荷数大于后者，因此La3+将羟基磷灰石晶体中的Ca2+置换后形成的含镧 羟基磷灰石晶体的晶格能也比HA晶体大，即其晶体较HA稳定。因此可以推测以含镧磷灰石作 为植骨材料或作为种植体的涂层材料，在体内将比HA稳定，且不易被吸收。
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国家自然科学基金资助项目(59872026)
【参考文献】
[1] Suchanek W, Yoshimura M. Processing and properties of hydroxyapat ite-based biomaterials for use as hard tissue replacement implants. J Mater Res, 1998,13(1):9
[2] Kokubo T, Miyaji F, Kim HM. Spontaneous formation of bonelike apa tite layer o n chemically treated titanium metals. J Am Ceram Soc，1996,79(4):1127
[3] Weng J, Liu Q, Wolke JGC, et al. Formation and characte ristics of the apatite layer on plasma-sprayed hydroxyapatite coating in stimula ted body fluid. Biomaterials，1997，18(15):1027
, 百拇医药
[4] Ferraz MP, Monteiro FJ, Santos JD. CaO-P2O5 glass hydroxyap atite double-layar plasma-sprayed coating: In vitro bioactivity evaluation. J Biomed Mater Res, 1999,45:376
[5] 郭伯生. 稀土在生物领域中的应用研究进展. 稀土, 1999,20(1):64
[6] Hench LL, Wilson J. Surface-active biomaterials. Science，1984，2 26:630
[7] Ducheyne P, EI-Ghannam A, Shapiro IM. Effect of bioactive glass template on osteoblast proliferation and in vitro synthesis of bone-like tissue. J Cell Biochem，1994，56:162
[8] Kokubo T, Ito S, Huang ZT, et al. Ca-P-rich layer formed on h igh strength bioactive glass-ceramic A-W. J Biomed Mater Res, 1990,24:331
[9] Nicholas D, Priest Frank I, Van De Vyver. Trace metals and fluor ide bones and teeth. The United States: CPC press INC, 1990. 136
收稿日期：2000-02-12, 百拇医药