脈沖電磁場(chǎng)作用下碳纖維增強(qiáng)聚乳酸(C/PLA)復(fù)合材料的降解特性
發(fā)布時(shí)間:2022-11-09 20:45
碳纖維增強(qiáng)聚乳酸(C/PLA)復(fù)合材料被認(rèn)為是應(yīng)用于人體骨折內(nèi)固定裝置較為理想的生物可降解材料之一,受到廣泛重視。但人體內(nèi)環(huán)境復(fù)雜多變,不同體質(zhì)人群,不同骨折部位,甚至骨折愈合不同時(shí)期對(duì)C/PLA降解特性的要求都存在差別。目前解決上述問題的出發(fā)點(diǎn)集中于可降解材料本身,即通過基體改性和增強(qiáng)體的表面處理來(lái)調(diào)整C/PLA的降解特性,以適應(yīng)不同狀況骨骼愈合的需要。本文將脈沖電磁場(chǎng)(PEF)引入C/PLA在緩沖液(PBS)中的降解過程,通過改變可降解C/PLA復(fù)合材料的外部降解環(huán)境,提出一種適合于可降解骨骼內(nèi)固定治療的輔助技術(shù),并初步探討其作用機(jī)理。本文對(duì)C/PLA復(fù)合材料的制備工藝進(jìn)行優(yōu)化。在獲得良好C/PLA制件基礎(chǔ)上,將脈沖電磁場(chǎng)引入到C/PLA的體外降解過程中,研究了脈沖電磁場(chǎng)參數(shù)對(duì)C/PLA降解過程中pH值、吸水率、重量保持率和力學(xué)性能的影響,對(duì)復(fù)合材料的界面變化進(jìn)行了SEM觀察。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著熱壓溫度的升高,PLA的結(jié)晶度緩慢下降;熱壓溫度對(duì)PLA試樣的Tg和Tm影響較小,但對(duì)于存在“顆粒界面”的低熱壓溫度,PLA試樣的Tg和Tm明顯減小;PLA的彎曲強(qiáng)度與彈性模量隨熱壓溫度先升...
【文章頁(yè)數(shù)】:62 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 聚乳酸的研究現(xiàn)狀
1.1.1 聚乳酸的合成
1.1.2 聚乳酸的特點(diǎn)
1.2 碳纖維增強(qiáng)聚乳酸復(fù)合材料
1.3 聚乳酸體外降解的方法
1.3.1 電磁輻射降解
1.3.2 酶降解
1.3.3 微生物降解
1.3.4 超聲波降解
1.3.5 熱降解
1.3.6 化學(xué)降解
1.4 碳纖維增強(qiáng)聚乳酸復(fù)合材料的溶液降解機(jī)理
1.4.1 基體降解
1.4.2 界面降解
1.5 脈沖電磁場(chǎng)技術(shù)的研究現(xiàn)狀
1.5.1 脈沖電磁場(chǎng)技術(shù)在材料制備中的應(yīng)用
1.5.2 脈沖電磁場(chǎng)技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用
1.6 選題的目的和意義
1.7 本文主要研究的內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備
2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 實(shí)驗(yàn)的參數(shù)與設(shè)計(jì)
2.2.2 實(shí)驗(yàn)過程
2.3 結(jié)構(gòu)表征與性能測(cè)試
2.3.1 熱壓實(shí)驗(yàn)中的結(jié)構(gòu)表征與性能測(cè)試
2.3.2 脈沖電磁場(chǎng)處理實(shí)驗(yàn)中的結(jié)構(gòu)表征與性能測(cè)試
2.3.3 吸水率、重量保持率的計(jì)算公式
2.3.4 彎曲強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度的計(jì)算公式
3 熱壓溫度對(duì)聚乳酸材料結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的影響
3.1 熱壓溫度對(duì)聚乳酸結(jié)構(gòu)的影響
3.1.1 熱壓溫度對(duì)聚乳酸結(jié)晶度的影響
3.1.2 熱壓溫度對(duì)聚乳酸特征溫度的影響
3.2 熱壓溫度對(duì)聚乳酸力學(xué)性能的影響
3.2.1 熱壓溫度對(duì)聚乳酸彎曲強(qiáng)度的影響
3.2.2 熱壓溫度對(duì)聚乳酸彈性模量的影響
3.3 本章小結(jié)
4 脈沖電磁場(chǎng)對(duì)C/PLA體外降解性能的影響
4.1 脈沖電磁場(chǎng)對(duì)C/PLA的pH值的影響
4.2 脈沖電磁場(chǎng)對(duì)C/PLA吸水率的影響
4.3 脈沖電磁場(chǎng)對(duì)C/PLA重量保持率的影響
4.4 脈沖電磁場(chǎng)對(duì)C/PLA力學(xué)性能的影響
4.4.1 脈沖電磁場(chǎng)對(duì)C/PLA彎曲強(qiáng)度的影響
4.4.2 脈沖電磁場(chǎng)對(duì)C/PLA剪切強(qiáng)度的影響
4.5 C/PLA界面形貌觀察
4.6 脈沖電磁場(chǎng)對(duì)PLA基體特征溫度的影響
4.7 脈沖電磁場(chǎng)作用下C/PLA的降解模型
4.8 本章小結(jié)
5 脈沖電磁場(chǎng)參數(shù)對(duì)C/PLA體外降解性能的影響
5.1 PEF電壓對(duì)C/PLA體外降解性能的影響
5.1.1 PEF電壓對(duì)C/PLA降解溶液pH值的影響
5.1.2 PEF電壓對(duì)C/PLA吸水率的影響
5.1.3 PEF電壓對(duì)C/PLA重量保持率的影響
5.1.4 PEF電壓對(duì)C/PLA彎曲強(qiáng)度的影響
5.1.5 PEF電壓對(duì)C/PLA剪切強(qiáng)度的影響
5.1.6 C/PLA界面形貌觀察
5.2 PEF頻率對(duì)C/PLA體外降解性能的影響
5.2.1 PEF頻率對(duì)C/PLA降解溶液pH值的影響
5.2.2 PEF頻率對(duì)C/PLA吸水率的影響
5.2.3 PEF頻率對(duì)C/PLA重量保持率的影響
5.2.4 PEF頻率對(duì)C/PLA彎曲強(qiáng)度的影響
5.2.5 PEF頻率對(duì)C/PLA剪切強(qiáng)度的影響
5.2.6 C/PLA界面形貌觀察
5.3 脈沖電磁場(chǎng)參數(shù)對(duì)C/PLA降解的影響機(jī)理
5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]碳纖維-聚乳酸-聚乙二醇復(fù)合支架的制備及性能檢測(cè)[J]. 周常艷,周慶煥,邊竟,陳克,陳文. 中國(guó)組織工程研究. 2015(21)
[2]生物可降解聚乳酸基復(fù)合材料研究進(jìn)展[J]. 呂閃閃,譚海彥,左迎峰,顧繼友,張彥華. 化工進(jìn)展. 2014(11)
[3]碳纖維增強(qiáng)型聚醚醚酮植入下頜骨單層骨皮質(zhì)缺損模型白兔體內(nèi)后的生物相容性評(píng)價(jià)[J]. 劉瑞,李明賀,及昕,韓成敏. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版). 2014(03)
[4]聚乳酸的合成和應(yīng)用[J]. 馬喜峰,郭紅,李斌. 精細(xì)與專用化學(xué)品. 2014(02)
[5]碳纖維增強(qiáng)聚合物組織工程支架的制備及表征[J]. 史燕妮,王寧,藏永菊,任桂知,陳淙潔,鄧?yán)罨?吳琪琳. 高科技纖維與應(yīng)用. 2013(05)
[6]自體骨軟骨移植聯(lián)合富集BMSC-PLGA復(fù)合物修復(fù)豬膝關(guān)節(jié)軟骨缺損[J]. 左強(qiáng),崔維頂,范衛(wèi)民. 江蘇醫(yī)藥. 2013(12)
[7]微生物降解聚乳酸生產(chǎn)乳酸的研究[J]. 高佳,李琳琳,王戰(zhàn)勇. 科技通報(bào). 2013(05)
[8]聚乳酸的降解研究[J]. 孫媚華,陳遷,宋光泉. 化工新型材料. 2013(01)
[9]注射型rhBMP-2/PLGA/FS緩釋微球載體系統(tǒng)用于兔橈骨骨缺損修復(fù)的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 范仲凱,曹陽(yáng),張哲,張明超,盧偉,唐磊,姚琦,呂剛. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2012(05)
[10]聚乳酸的合成研究[J]. 楊中波. 化學(xué)工程與裝備. 2012(02)
本文編號(hào):3704863
【文章頁(yè)數(shù)】:62 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 聚乳酸的研究現(xiàn)狀
1.1.1 聚乳酸的合成
1.1.2 聚乳酸的特點(diǎn)
1.2 碳纖維增強(qiáng)聚乳酸復(fù)合材料
1.3 聚乳酸體外降解的方法
1.3.1 電磁輻射降解
1.3.2 酶降解
1.3.3 微生物降解
1.3.4 超聲波降解
1.3.5 熱降解
1.3.6 化學(xué)降解
1.4 碳纖維增強(qiáng)聚乳酸復(fù)合材料的溶液降解機(jī)理
1.4.1 基體降解
1.4.2 界面降解
1.5 脈沖電磁場(chǎng)技術(shù)的研究現(xiàn)狀
1.5.1 脈沖電磁場(chǎng)技術(shù)在材料制備中的應(yīng)用
1.5.2 脈沖電磁場(chǎng)技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用
1.6 選題的目的和意義
1.7 本文主要研究的內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備
2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 實(shí)驗(yàn)的參數(shù)與設(shè)計(jì)
2.2.2 實(shí)驗(yàn)過程
2.3 結(jié)構(gòu)表征與性能測(cè)試
2.3.1 熱壓實(shí)驗(yàn)中的結(jié)構(gòu)表征與性能測(cè)試
2.3.2 脈沖電磁場(chǎng)處理實(shí)驗(yàn)中的結(jié)構(gòu)表征與性能測(cè)試
2.3.3 吸水率、重量保持率的計(jì)算公式
2.3.4 彎曲強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度的計(jì)算公式
3 熱壓溫度對(duì)聚乳酸材料結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的影響
3.1 熱壓溫度對(duì)聚乳酸結(jié)構(gòu)的影響
3.1.1 熱壓溫度對(duì)聚乳酸結(jié)晶度的影響
3.1.2 熱壓溫度對(duì)聚乳酸特征溫度的影響
3.2 熱壓溫度對(duì)聚乳酸力學(xué)性能的影響
3.2.1 熱壓溫度對(duì)聚乳酸彎曲強(qiáng)度的影響
3.2.2 熱壓溫度對(duì)聚乳酸彈性模量的影響
3.3 本章小結(jié)
4 脈沖電磁場(chǎng)對(duì)C/PLA體外降解性能的影響
4.1 脈沖電磁場(chǎng)對(duì)C/PLA的pH值的影響
4.2 脈沖電磁場(chǎng)對(duì)C/PLA吸水率的影響
4.3 脈沖電磁場(chǎng)對(duì)C/PLA重量保持率的影響
4.4 脈沖電磁場(chǎng)對(duì)C/PLA力學(xué)性能的影響
4.4.1 脈沖電磁場(chǎng)對(duì)C/PLA彎曲強(qiáng)度的影響
4.4.2 脈沖電磁場(chǎng)對(duì)C/PLA剪切強(qiáng)度的影響
4.5 C/PLA界面形貌觀察
4.6 脈沖電磁場(chǎng)對(duì)PLA基體特征溫度的影響
4.7 脈沖電磁場(chǎng)作用下C/PLA的降解模型
4.8 本章小結(jié)
5 脈沖電磁場(chǎng)參數(shù)對(duì)C/PLA體外降解性能的影響
5.1 PEF電壓對(duì)C/PLA體外降解性能的影響
5.1.1 PEF電壓對(duì)C/PLA降解溶液pH值的影響
5.1.2 PEF電壓對(duì)C/PLA吸水率的影響
5.1.3 PEF電壓對(duì)C/PLA重量保持率的影響
5.1.4 PEF電壓對(duì)C/PLA彎曲強(qiáng)度的影響
5.1.5 PEF電壓對(duì)C/PLA剪切強(qiáng)度的影響
5.1.6 C/PLA界面形貌觀察
5.2 PEF頻率對(duì)C/PLA體外降解性能的影響
5.2.1 PEF頻率對(duì)C/PLA降解溶液pH值的影響
5.2.2 PEF頻率對(duì)C/PLA吸水率的影響
5.2.3 PEF頻率對(duì)C/PLA重量保持率的影響
5.2.4 PEF頻率對(duì)C/PLA彎曲強(qiáng)度的影響
5.2.5 PEF頻率對(duì)C/PLA剪切強(qiáng)度的影響
5.2.6 C/PLA界面形貌觀察
5.3 脈沖電磁場(chǎng)參數(shù)對(duì)C/PLA降解的影響機(jī)理
5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]碳纖維-聚乳酸-聚乙二醇復(fù)合支架的制備及性能檢測(cè)[J]. 周常艷,周慶煥,邊竟,陳克,陳文. 中國(guó)組織工程研究. 2015(21)
[2]生物可降解聚乳酸基復(fù)合材料研究進(jìn)展[J]. 呂閃閃,譚海彥,左迎峰,顧繼友,張彥華. 化工進(jìn)展. 2014(11)
[3]碳纖維增強(qiáng)型聚醚醚酮植入下頜骨單層骨皮質(zhì)缺損模型白兔體內(nèi)后的生物相容性評(píng)價(jià)[J]. 劉瑞,李明賀,及昕,韓成敏. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版). 2014(03)
[4]聚乳酸的合成和應(yīng)用[J]. 馬喜峰,郭紅,李斌. 精細(xì)與專用化學(xué)品. 2014(02)
[5]碳纖維增強(qiáng)聚合物組織工程支架的制備及表征[J]. 史燕妮,王寧,藏永菊,任桂知,陳淙潔,鄧?yán)罨?吳琪琳. 高科技纖維與應(yīng)用. 2013(05)
[6]自體骨軟骨移植聯(lián)合富集BMSC-PLGA復(fù)合物修復(fù)豬膝關(guān)節(jié)軟骨缺損[J]. 左強(qiáng),崔維頂,范衛(wèi)民. 江蘇醫(yī)藥. 2013(12)
[7]微生物降解聚乳酸生產(chǎn)乳酸的研究[J]. 高佳,李琳琳,王戰(zhàn)勇. 科技通報(bào). 2013(05)
[8]聚乳酸的降解研究[J]. 孫媚華,陳遷,宋光泉. 化工新型材料. 2013(01)
[9]注射型rhBMP-2/PLGA/FS緩釋微球載體系統(tǒng)用于兔橈骨骨缺損修復(fù)的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 范仲凱,曹陽(yáng),張哲,張明超,盧偉,唐磊,姚琦,呂剛. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2012(05)
[10]聚乳酸的合成研究[J]. 楊中波. 化學(xué)工程與裝備. 2012(02)
本文編號(hào):3704863
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