微電子組裝

[拼音]：shengwu taoci

[英文]：bioceramics

指與生物體或生物化學有關的新型陶瓷。包括精細陶瓷、多孔陶瓷、某些玻璃和單晶。根據使用情況，生物陶瓷可分為與生物體相關的植入陶瓷和與生物化學相關的生物工藝學陶瓷。前者植入人體內以恢復和增強生物體的機能，是直接與生物體接觸使用的生物陶瓷。後者用於固定酶、分離細菌和病毒以及作為生物化學反應的催化劑，是使用時不直接與生物體接觸的生物陶瓷。

植入陶瓷

又稱生物體陶瓷，主要有人造牙、人造骨、人造心臟瓣膜、人造血管和其他醫用人造氣管和穿皮接頭等。

使用條件

（1）與生物體的親和性好，即植入的陶瓷被侵蝕、分解的產物無毒，不使生物細胞發生變異、壞死，不會引起炎症、生長肉芽等。

（2）在體內有長期功能且可靠性高，即在10～20年的長期使用中，不會降低強度，不發生表面變質，對生物體無致癌作用等。

（3）易於在短期內成形加工。

（4）容易滅菌，陶瓷不同於金屬，它具有強共價鍵性質，即使在生物體內苛刻的化學條件下，也具有良好的化學穩定性，排異反應遲緩，具備長期使用的機械性質。與有機高分子材料相比，生物體陶瓷耐熱性好，便於進行高壓滅菌。

品種

已經實用的品種有：

（1）氧化鋁陶瓷和單晶氧化鋁氧化鋁陶瓷由氧化鋁粉料燒結制成，單晶氧化鋁可用引上法或火焰熔融法制取。氧化鋁陶瓷表面為親水性，與生物體組織有良好的生物親合性。目前，在臨床實用中除做人造骨、人造關節外，還可制接骨用螺釘。

（2）磷酸鈣系陶瓷又稱磷灰石質陶瓷，如羥基磷灰石[Ca10(PO4)6·(OH)2]與其他陶瓷相比，磷酸鈣陶瓷更類似於人骨和天然牙的性質和結構。在生物體內，羥基磷灰石的溶解是無害的，並且依靠從體液中補充Ca2+和PO婯離子等形成新骨，可在骨骼接合介面產生分解、吸收和析出等反應，實現牢固結合。因此，各國都在積極研製，對其在生物體方面的應用寄予很大希望。

羥基磷灰石可用氯化鈣和磷酸通過水溶液溼法反應、水蒸氣中高溫固相反應或者高溫高壓水蒸氣下反應等方法合成。目前，已製成氣孔率分別為50％和90％的多孔體，氣孔率在 0.1％以下的緻密燒結體以及供固化用的粉料。用於人造骨、人造關節、人造鼻軟骨、穿皮接頭、人造血管和人造氣管等。

（3）其他陶瓷生物穩定的碳具有很好的生物體親和性，在較低溫度炭化的碳水化合物製成的熱解炭作為人造心臟瓣膜已有數十萬實用病例。另外，CaO-P2O5-SiO2-Na2O系玻璃，以及微晶玻璃等也正在研製作為人造骨及人造牙。為了改進陶瓷的脆性，ZrO2燒結體及複合材料也正在研製作為人造骨等。

生物工藝學陶瓷

在生物工藝學和生物化學領域中，主要應用的有多孔玻璃和多孔陶瓷。

（1）多孔玻璃利用玻璃分相現象製作的玻璃，採用適宜組成。例如含Na2O8％、B2O324％、SiO268％的玻璃，在1500℃熔制，然後在500～650℃下熱處理，Na2O-B2O3相與SiO2相分離，經酸中浸析使Na2O-B2O3相溶出，即形成具有連通細孔的SiO2玻璃。根據熱處理的溫度和時間可改變細孔孔徑。這種多孔SiO2玻璃作為固定化酶的載體有許多優點:每克玻璃的細孔表面積可高達500m2；細孔孔徑可達2500Å，並且孔徑集中;多孔玻璃不易被細菌侵入；溶液中溶媒的種類、pH和溫度不易引起細孔徑的變化；材質堅硬、強度好。

（2）多孔陶瓷載體多孔陶瓷有Al2O3、TiO2、SiO2、ZrO2和TiO2-Al2O3的，它們的耐鹼效能都很好，價格也比多孔玻璃低。主要用作固定化酶的載體，使固定化酶能長時間發揮高效催化作用。例如在食品工業中，分解蔗糖以製取葡萄糖果糖及人造蜂蜜用的轉化酶，就適於以多孔陶瓷為載體。控制多孔陶瓷的細孔徑，可以應用於細菌、病毒、各種核酸、氨基酸等的分離和提純。利用細孔還可以處理生活用水。