硅鈣磷骨水泥的制備工藝及性能研究
發(fā)布時間:2022-08-09 19:35
磷酸鈣骨水泥(CPC)的組成成分與人體骨質(zhì)的礦物成分有許多相同之處,并且CPC具有良好的骨傳導(dǎo)性、生物相容性和生物活性等優(yōu)點,對其研究和開發(fā)成為當(dāng)今生物材料研究領(lǐng)域中的一個熱點。磷酸鈣骨水泥所具有的可注射性和任意塑性成型的特點,使其在創(chuàng)傷性骨修復(fù)外科手術(shù)中擁有廣泛的應(yīng)用前景。其中,磷酸三鈣(Ca3(PO4)2、TCP)由于在常溫下即可水化形成羥基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2、HA),已成為磷酸鈣骨水泥制備中最常用的原料之一。但目前以TCP為主要粉劑原料所制備的各種磷酸鈣骨水泥主要應(yīng)用于非承重骨的修復(fù),為了進(jìn)一步改善骨水泥的生物活性和力學(xué)性能,還需要對該類骨水泥進(jìn)行改性研究,促進(jìn)其在臨床上的進(jìn)一步應(yīng)用。本論文利用高溫?zé)Y(jié)方法合成出了以Si-α-TCP為主要成分的新型骨水泥粉料,并與純水、模擬體液、植酸鈉溶液等多種固化液進(jìn)行固化制備出了新型摻硅磷酸鈣(Si-CPC)骨水泥。通過X射線衍射分析(XRD)、掃描電鏡與成分分析(SEM)、傅里葉變換紅外光譜分析(FT-IR)、物理機(jī)械性能分析等表征手段,對硅鈣磷骨水泥的力學(xué)性能、微觀組織結(jié)構(gòu)、孔隙率、生物活性等性能進(jìn)行了分析,并對其制備...
【文章頁數(shù)】:129 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 選題背景與意義
1.2 磷酸鈣骨水泥的臨床應(yīng)用優(yōu)勢
1.2.1 磷酸鈣骨水泥的骨傳導(dǎo)性
1.2.2 磷酸鈣骨水泥的可降解性
1.2.3 磷酸鈣骨水泥的生物相容性
1.2.4 磷酸鈣骨水泥的力學(xué)性能
1.2.5 磷酸鈣骨水泥的載藥性
1.2.6 磷酸鈣骨水泥的孔隙率
1.2.7 磷酸鈣骨水泥的結(jié)合應(yīng)用能力
1.3 磷酸鈣骨水泥的固態(tài)合成進(jìn)展
1.3.1 磷酸鈣骨水泥的組分及制備
1.3.2 磷酸三鈣的合成及理化特性
1.3.3 硅磷酸三鈣的合成
1.4 磷酸鈣骨水泥中引入元素的作用
1.4.1 多種元素引入磷酸鈣骨水泥發(fā)展現(xiàn)狀
1.4.2 硅元素引入磷酸鈣骨水泥進(jìn)展
1.5 植酸根的螯合作用
1.6 TTCP的合成與作用
1.7 本論文的主要創(chuàng)新內(nèi)容
第二章 實驗材料與制備方法
2.1 化學(xué)試劑與儀器
2.1.1 實驗所用主要化學(xué)試劑
2.1.2 性能測試方法
2.2 骨水泥基體粉料的制備
2.2.1 摻硅磷酸三鈣(Si-α-TCP)的制備
2.2.2 高純磷酸四鈣(TTCP)的制備
2.3 實驗過程
2.3.1 固化液的制備
2.3.2 硅鈣磷骨水泥的制備
第三章 仿生固化硅鈣磷骨水泥性能研究
3.1 硅鈣磷粉末的合成分析
3.1.1 不同硅含量骨水泥粉料的XRD分析
3.1.2 典型α-TCP粉末的TG-DSC分析
3.2 純水固化A組Si-α-TCP骨水泥的性能研究
3.2.1 骨水泥的力學(xué)性能及孔隙率
3.2.2 骨水泥的XRD分析
3.2.3 骨水泥的SEM分析
3.2.4 典型骨水泥的FT-IR分析
3.3 模擬體液(SBF)固化A組Si-α-TCP骨水泥的性能研究
3.3.1 骨水泥的力學(xué)性能及孔隙率
3.3.2 骨水泥的XRD分析
3.3.3 骨水泥的SEM及EDS分析
3.3.4 典型骨水泥的FT-IR分析
3.4 純水及模擬體液固化B組Si-α-TCP骨水泥的性能研究
3.4.1 純水固化骨水泥的XRD分析
3.4.2 模擬體液固化骨水泥的XRD分析
3.5 本章主要結(jié)論
第四章 固化液改性對硅鈣磷骨水泥性能的影響
4.1 植酸固化液改性對骨水泥性能的影響
4.1.1 固化液的制備
4.1.2 骨水泥的力學(xué)性能
4.1.3 骨水泥的XRD分析
4.1.4 骨水泥的SEM分析
4.1.5 典型骨水泥的FT-IR分析
4.2 植酸鈉固化骨水泥的性能研究
4.2.1 固化液的制備
4.2.2 骨水泥的力學(xué)性能及孔隙率
4.2.3 骨水泥的XRD分析
4.2.4 骨水泥的SEM及EDS分析
4.2.5 典型骨水泥的FT-IR分析
4.3 植酸鈉固化液改性對骨水泥性能的影響
4.3.1 固化液的制備
4.3.2 骨水泥的力學(xué)性能
4.3.3 骨水泥的XRD分析
4.3.4 骨水泥的SEM分析
4.3.5 典型骨水泥的FT-IR分析
4.4 磷酸氫二鈉固化骨水泥的性能研究
4.4.1 固化液的制備
4.4.2 骨水泥的力學(xué)性能及孔隙率
4.4.3 骨水泥的XRD分析
4.4.4 骨水泥的SEM分析
4.4.5 典型骨水泥的FT-IR分析
4.5 磷酸氫二鈉與模擬體液固化骨水泥的性能研究
4.5.1 固化液的制備
4.5.2 骨水泥的力學(xué)性能
4.5.3 骨水泥的XRD分析
4.5.4 骨水泥的SEM分析
4.6 本章主要結(jié)論
第五章 磷酸四鈣添加對硅鈣磷骨水泥性能的影響
5.1 高純磷酸四鈣(TTCP)粉末的制備與分析
5.1.1 Ca_2P_2O_7的制備與分析
5.1.2 高純磷酸四鈣(TTCP)粉末的合成與分析
5.2 固化TCP與TTCP骨水泥的性能研究
5.2.1 模擬體液固化骨水泥的力學(xué)性能
5.2.2 磷酸氫二鈉與檸檬酸固化骨水泥的力學(xué)性能
5.2.3 典型骨水泥的XRD分析
5.2.4 典型骨水泥的FT-IR分析
5.3 本章主要結(jié)論
第六章 硅鈣磷骨水泥的生物活性研究
6.1 模擬體液固化骨水泥的生物活性研究
6.1.1 在模擬環(huán)境下14天培養(yǎng)液pH分析及骨水泥力學(xué)性能趨勢
6.1.2 在模擬環(huán)境下14天骨水泥的XRD分析
6.1.3 在模擬環(huán)境下14天骨水泥的SEM分析
6.1.4 在模擬環(huán)境下7天骨水泥的FT-IR分析
6.1.5 在模擬環(huán)境下14天骨水泥的降解性分析
6.2 植酸鈉固化骨水泥的生物活性研究
6.2.1 在模擬環(huán)境下14天培養(yǎng)液pH分析及骨水泥力學(xué)性能趨勢
6.2.2 在模擬環(huán)境下14天骨水泥的XRD分析
6.2.3 在模擬環(huán)境下14天骨水泥的SEM分析
6.2.4 在模擬環(huán)境下7天骨水泥的FT-IR分析
6.2.5 在模擬環(huán)境下14天骨水泥的降解性分析
6.3 磷酸氫二鈉固化骨水泥的生物活性驗證研究
6.3.1 在模擬環(huán)境下14天骨水泥培養(yǎng)液的pH分析
6.3.2 在模擬環(huán)境下14天骨水泥的力學(xué)性能分析
6.3.3 在模擬環(huán)境下14天骨水泥的降解性分析
6.4 本章主要結(jié)論
第七章 論文結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及發(fā)明專利
攻讀碩士學(xué)位期間的獲獎情況
論文評閱及答辯情況表
本文編號:3673160
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第一章 緒論
1.1 選題背景與意義
1.2 磷酸鈣骨水泥的臨床應(yīng)用優(yōu)勢
1.2.1 磷酸鈣骨水泥的骨傳導(dǎo)性
1.2.2 磷酸鈣骨水泥的可降解性
1.2.3 磷酸鈣骨水泥的生物相容性
1.2.4 磷酸鈣骨水泥的力學(xué)性能
1.2.5 磷酸鈣骨水泥的載藥性
1.2.6 磷酸鈣骨水泥的孔隙率
1.2.7 磷酸鈣骨水泥的結(jié)合應(yīng)用能力
1.3 磷酸鈣骨水泥的固態(tài)合成進(jìn)展
1.3.1 磷酸鈣骨水泥的組分及制備
1.3.2 磷酸三鈣的合成及理化特性
1.3.3 硅磷酸三鈣的合成
1.4 磷酸鈣骨水泥中引入元素的作用
1.4.1 多種元素引入磷酸鈣骨水泥發(fā)展現(xiàn)狀
1.4.2 硅元素引入磷酸鈣骨水泥進(jìn)展
1.5 植酸根的螯合作用
1.6 TTCP的合成與作用
1.7 本論文的主要創(chuàng)新內(nèi)容
第二章 實驗材料與制備方法
2.1 化學(xué)試劑與儀器
2.1.1 實驗所用主要化學(xué)試劑
2.1.2 性能測試方法
2.2 骨水泥基體粉料的制備
2.2.1 摻硅磷酸三鈣(Si-α-TCP)的制備
2.2.2 高純磷酸四鈣(TTCP)的制備
2.3 實驗過程
2.3.1 固化液的制備
2.3.2 硅鈣磷骨水泥的制備
第三章 仿生固化硅鈣磷骨水泥性能研究
3.1 硅鈣磷粉末的合成分析
3.1.1 不同硅含量骨水泥粉料的XRD分析
3.1.2 典型α-TCP粉末的TG-DSC分析
3.2 純水固化A組Si-α-TCP骨水泥的性能研究
3.2.1 骨水泥的力學(xué)性能及孔隙率
3.2.2 骨水泥的XRD分析
3.2.3 骨水泥的SEM分析
3.2.4 典型骨水泥的FT-IR分析
3.3 模擬體液(SBF)固化A組Si-α-TCP骨水泥的性能研究
3.3.1 骨水泥的力學(xué)性能及孔隙率
3.3.2 骨水泥的XRD分析
3.3.3 骨水泥的SEM及EDS分析
3.3.4 典型骨水泥的FT-IR分析
3.4 純水及模擬體液固化B組Si-α-TCP骨水泥的性能研究
3.4.1 純水固化骨水泥的XRD分析
3.4.2 模擬體液固化骨水泥的XRD分析
3.5 本章主要結(jié)論
第四章 固化液改性對硅鈣磷骨水泥性能的影響
4.1 植酸固化液改性對骨水泥性能的影響
4.1.1 固化液的制備
4.1.2 骨水泥的力學(xué)性能
4.1.3 骨水泥的XRD分析
4.1.4 骨水泥的SEM分析
4.1.5 典型骨水泥的FT-IR分析
4.2 植酸鈉固化骨水泥的性能研究
4.2.1 固化液的制備
4.2.2 骨水泥的力學(xué)性能及孔隙率
4.2.3 骨水泥的XRD分析
4.2.4 骨水泥的SEM及EDS分析
4.2.5 典型骨水泥的FT-IR分析
4.3 植酸鈉固化液改性對骨水泥性能的影響
4.3.1 固化液的制備
4.3.2 骨水泥的力學(xué)性能
4.3.3 骨水泥的XRD分析
4.3.4 骨水泥的SEM分析
4.3.5 典型骨水泥的FT-IR分析
4.4 磷酸氫二鈉固化骨水泥的性能研究
4.4.1 固化液的制備
4.4.2 骨水泥的力學(xué)性能及孔隙率
4.4.3 骨水泥的XRD分析
4.4.4 骨水泥的SEM分析
4.4.5 典型骨水泥的FT-IR分析
4.5 磷酸氫二鈉與模擬體液固化骨水泥的性能研究
4.5.1 固化液的制備
4.5.2 骨水泥的力學(xué)性能
4.5.3 骨水泥的XRD分析
4.5.4 骨水泥的SEM分析
4.6 本章主要結(jié)論
第五章 磷酸四鈣添加對硅鈣磷骨水泥性能的影響
5.1 高純磷酸四鈣(TTCP)粉末的制備與分析
5.1.1 Ca_2P_2O_7的制備與分析
5.1.2 高純磷酸四鈣(TTCP)粉末的合成與分析
5.2 固化TCP與TTCP骨水泥的性能研究
5.2.1 模擬體液固化骨水泥的力學(xué)性能
5.2.2 磷酸氫二鈉與檸檬酸固化骨水泥的力學(xué)性能
5.2.3 典型骨水泥的XRD分析
5.2.4 典型骨水泥的FT-IR分析
5.3 本章主要結(jié)論
第六章 硅鈣磷骨水泥的生物活性研究
6.1 模擬體液固化骨水泥的生物活性研究
6.1.1 在模擬環(huán)境下14天培養(yǎng)液pH分析及骨水泥力學(xué)性能趨勢
6.1.2 在模擬環(huán)境下14天骨水泥的XRD分析
6.1.3 在模擬環(huán)境下14天骨水泥的SEM分析
6.1.4 在模擬環(huán)境下7天骨水泥的FT-IR分析
6.1.5 在模擬環(huán)境下14天骨水泥的降解性分析
6.2 植酸鈉固化骨水泥的生物活性研究
6.2.1 在模擬環(huán)境下14天培養(yǎng)液pH分析及骨水泥力學(xué)性能趨勢
6.2.2 在模擬環(huán)境下14天骨水泥的XRD分析
6.2.3 在模擬環(huán)境下14天骨水泥的SEM分析
6.2.4 在模擬環(huán)境下7天骨水泥的FT-IR分析
6.2.5 在模擬環(huán)境下14天骨水泥的降解性分析
6.3 磷酸氫二鈉固化骨水泥的生物活性驗證研究
6.3.1 在模擬環(huán)境下14天骨水泥培養(yǎng)液的pH分析
6.3.2 在模擬環(huán)境下14天骨水泥的力學(xué)性能分析
6.3.3 在模擬環(huán)境下14天骨水泥的降解性分析
6.4 本章主要結(jié)論
第七章 論文結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
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本文編號:3673160
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