按照生物材料与组织间的结合方式可分为以下3种基本类型:
(1)形态结合:主要发生于致密生物惰性陶瓷与组织间的结合。典型材料有多晶和单晶氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷等。形态结合是组织长入植入体粗糙不平的表面而形成的一种机械锁合。要求植入体和组织间紧密地配合否则界面可能发生移动,将导致材料表面纤维膜增厚并最终造成修复失败。增加惰性生物陶瓷表面的粗糙度,在植入体表面制造螺纹以及采用压配等植入方法,是使生物惰性陶瓷植入成功的有效措施。
(2)生物学结合:主要发生于多孔生物惰性陶瓷与组织间的结合。典型材料有多孔多晶氧化铝陶瓷等。生物学结合是通过骨和组织长入多孔植入体表面或内部交联的孔隙而实现的一种材料-组织结合。生物学结合也要求植入体和组织在界面上不发生相对移动,否则组织和血管会在界面处被切断,导致孔隙内活体组织坏死、周围组织发炎,植入失败。
(3)生物活性结合:主要发生于表面生物活性材料与组织间的结合。可分为两种类型:一类如致密羟基磷灰石陶瓷,其表面就是羟基磷灰石;另一类如生物玻璃和生物活性玻璃陶瓷,其表面不是羟基磷灰石,但在生理环境中可以通过生物化学反应在表面形成羟基磷灰石层。它们通过表面的羟基磷灰石层在体内发生选择性化学反应而与组织实现结合,是一种化学键性结合。这种键合非常强,常常高于自然骨和材料自身的结合强度,以致断裂总是发生于骨和材料之中,而很少发生在界面。
根据生物陶瓷植入生物体内引起的组织-材料反应,生物陶瓷可分为4种:
(1)近于惰性生物陶瓷:暴露于生物环境中几乎不发生化学变化,引起的组织反应是材料周围形成厚度不同的包囊性纤维膜.典型的有氧化铝生物陶瓷、氧化锆生物陶瓷、玻璃碳、低温各相同性(LTI)碳和超低温各向同性(ULTI)碳等。
(2)表面生物活性陶瓷:可与组织在界面上化学键性结合。有磷酸钙基生物陶瓷、生物活性玻璃陶瓷等。
(3)可吸收生物陶瓷:可在生物环境作用下被降解和吸收,并了随之为周围新生的组织所代替.有β-磷酸三钙、硫酸钙生物陶瓷等。
(4)生物陶瓷复合材料:所引起的组织-材料反应决定于其组成和结构。