1.2　HA粉体组织结构及元素分析

不同分散剂处理的粉体X射线衍射相分析见图1-2。无论是未分散或是采用不同分散方法处理的粉体，均有Ca₁₀（PO₄）₆（OH）₂相产生。其中，5%铈盐分散处理的粉体还发生了铈取代了部分钙，有Ce₁₀（PO₄）₆（OH）₂相产生。

图1-2　不同分散剂的HA粉体XRD图谱

（a）未分散；（b）乙醇和5%铈盐分散

对未分散处理的HA粉体经色谱质谱分析其元素见表1-1。其有害的重金属含量远小于YY 0303—1998《医用羟基磷灰石粉料》中杂质元素及重金属元素极限的Pb≤10，Cd≤3，As≤2，Hg≤2的标准，说明所制备的HA粉体的元素含量满足医用标准。

表1-1　HA粉体Ca/P和重金属元素分析

采用TEM分析湿法合成未烧结的粉体形貌见图1-3。湿法合成中经一定反应时间的粉体呈竹叶形态。未分散处理的粉体竹叶多呈现团聚堆积，单体粒子形态很多分不清；经乙醇或5%铈盐分散的粉体可看到每个竹叶的形态，尤其是5%铈盐分散的粉体呈竹叶状均匀地分布。

图1-3　不同分散剂的未烧结粉体TEM形貌

（a）未分散；（b）乙醇分散；（c）5%铈盐分散

经高温烧结后HA粉体的TEM形貌见图1-4。经烧结的竹叶状形态按最小自由能生长原理产生收缩呈球状化，HA粒子呈六方晶体结构。未进行分散处理的HA部分呈单体条状、球状或六方晶体结构，还有很多粒子团聚一起；酒精球磨分散的HA尺寸为纳米级，基本呈六方晶体状态，粒子间有单体存在，呈微量团聚状态，说明乙醇有一定的分散作用；稀土铈盐分散的HA粒子有的单一粒子呈六方晶体，六方晶体边缘不规整，还有的由点状物构成，单一的小点状物尺寸在10nm以下，分散效果很好。以铈盐分散的HA进一步高倍观察呈六方晶体结构，晶粒尺寸宽为50～70nm，轴向尺寸为70～100nm，见图1-5。

图1-4　经高温烧结后HA粉体的TEM形貌

（a）未分散；（b）乙醇分散；（c）5%铈盐分散

图1-5　铈盐分散HA的TEM形貌

羟基磷灰石晶体为六方晶系，分子式为Ca₁₀（PO₄）₆（OH）₂，属L₆PC对称型和P63/m空间群，晶胞参数a_o=0.938～0.943nm，C₀=0.686～0.688nm，Z=2。HA有与天然骨相似的结构。骨盐约有60%以结晶的羟磷灰石形式存在，其余40%为无定形的CaHPO₄，并可以转变为HA。HA是微细的结晶，亦称骨晶（bone crystal），可以吸附液体中其他离子如Mg²⁺、Na⁺、Cl^-、HC、F^-、柠檬酸根等，进行离子交换。利用HA与骨结构相同的特点，而把人工合成的HA运用于动物试验与临床骨移植中。HA亦是人牙釉质的主要结构，成分占98%，釉质中的HA为20nm×60nm×160nm的六方棱柱晶体结构，生物蛋白可吸附在其上形成骨细胞的附着，引导骨组织生长，加速骨创的愈合^［22］。因此，通过人工合成的HA，可作为骨组织工程支架最基础的无机材料。