1.自增韧
由适当组成的玻璃通过控制结晶化制成微晶化玻璃,又称玻璃陶瓷。通过新晶相的析出来提高材料的机械强度。如小久保正的A-W微晶玻璃,通过第二相硅灰石的析出提高了材料的机械强度,而没有降低材料与骨结合的能力。可切削加工玻璃陶瓷则是通过向含磷灰石微晶的玻璃中引入能析出氟金云母的成分,大大改善了玻璃陶瓷材料的可切削加工性能。自增韧技术的采用在一定程度提高了玻璃材料的某些力学性能,为实现临床应用带来了可能。
2.颗粒增韧
利用生物玻璃或陶瓷与其他颗粒相复合的方法提高整体材料的强度,复合方式有多种,可分为:
①与活性生物颗粒相复合,作为增强相与轻基磷灰石相复合。
②与生物惰性颗粒相复合。选择具有生物活性的生物玻璃为母材与其他惰性颗粒组成复合材料,从而保存活性提高强度和韧性。
3.纤维增韧
碳纤维、碳化硅纤维及金属纤维都被用于生物玻璃陶瓷材料的补强增韧,如将碳纤维切成一定长度的小段,并以水为介质与磷酸钙充分混合,将得到的浆料球磨混合后真空热压烧结,制得的复合材料最终抗弯强度为23.6MPa,拉伸变形率为0.36%,提高了材料的韧性。
4.层状复合增韧
层状复合增韧的核心是将结构陶瓷中的层状增韧机理引入生物材料。用生物活性材料(生物玻璃或HA)为基体材料,引入碳素等延性材料作为夹层材料,制备胚体,该胚体在氮气保护下热压烧结,得到基本致密的块体,其断口为阶梯状断裂,表明复合陶瓷整体在达到最大载荷点后失效不是突变的,而是裂纹在石墨层中扩展,并逐步被吸收,呈Z状扩散,因而避免了脆性断裂。
5.生物活性玻璃涂层
生物玻璃加涂士医用金属等的基底上形成的一种涂层材料,其目的在于利用生物玻璃与骨键合的生物活性以及金属的高强度,构成可承受负载的骨和牙等硬组织替换材料。功能梯度涂层即通过增加过渡性涂层,缩小基体与活性涂层间热膨胀性能的差异,从而增强两者之间的结合力,取得了一定的效果 。