【摘要】：羥基磷灰石(HA)陶瓷的成分與天然骨中的無機成分相似,是目前研究和應用較為廣泛的一種生物醫(yī)用無機材料。然而較低的成骨活性和較差的可降解性能一直限制著HA陶瓷的臨床使用。研究表明,在HA中引入鋅元素或硅元素,可以提高材料的生物活性和降解性能。本文通過滲透改性和包覆改性分別向HA陶瓷中引入具有促成骨和/或成血管化功能的鋅元素和硅元素,研究引入元素的存在形式及其對HA陶瓷理化性能和生物學性能的影響。通過滲透改性和包覆改性,改善HA陶瓷的生物活性和降解性能,拓寬HA陶瓷的臨床應用范圍。鋅離子具有促成骨的作用,通過將Zn(NO_3)_2溶液滲透到HA陶瓷中引入Zn元素,制備了Zn~(2+)溶液滲透改性HA陶瓷。研究表明,HA預燒結(jié)體在真空負壓條件下浸漬于Zn(NO_3)_2溶液中,燒結(jié)后Zn元素以ZnO晶粒團簇的形式均勻分布在HA陶瓷內(nèi)部。Zn元素的引入使HA陶瓷的孔隙率提高,體積密度和壓縮強度有所下降。溶液滲透法引入Zn元素后,HA陶瓷的礦化性能有所提高,同時小鼠骨髓間充質(zhì)干細胞(mBMSCs)在改性HA陶瓷表面能夠很好地黏附、鋪展。合適的滲透液濃度(0.75 mol/L)制備的改性HA陶瓷能夠顯著地促進mBMSCs的增殖和早期成骨分化能力,但Zn元素引入量過多時對細胞的增殖和成骨活性有一定的抑制作用。Si元素具有良好的促成骨和促血管化能力,通過將含硅生物活性玻璃(BG)溶膠滲透到HA陶瓷中引入Si元素,制備了BG溶膠滲透改性HA陶瓷。研究表明,真空負壓浸漬滲透后,在燒結(jié)過程中BG與HA發(fā)生反應,在HA陶瓷晶粒周圍均勻地生成了含硅晶界相——硅酸磷酸鈣和硅酸鈣。以含硅晶界相的形式引入Si元素后,HA陶瓷的孔隙率增大、密度和壓縮強度減小,但是其強度仍明顯高于直接機械混合BG或CaSi O_3和HA粉末制備的改性HA陶瓷的強度。高孔隙率提供的較高比表面積和含硅晶界相較高的溶解度顯著地改善了HA陶瓷的體外降解性能。在細胞培養(yǎng)過程中,改性HA陶瓷可以向培養(yǎng)基中緩慢釋放Si元素。在成骨活性方面,Si元素的存在明顯地促進了mBMSCs在材料表面的黏附、鋪展、增殖、ALP活性和成骨相關基因(Col-I、ALP和OCN)的表達;在成血管方面,Si元素的存在促進了人臍靜脈內(nèi)皮細胞(HUVECs)在材料表面的黏附和鋪展,同時在改性陶瓷浸提液中培養(yǎng)的HUVECs有較高NO和成血管相關基因(eNOS、KDR和VEGF)的表達量。BG溶膠滲透改性HA陶瓷中含硅晶界相的出現(xiàn),促進了HA陶瓷的成骨活性和體外成血管能力。通過BG凝膠包覆HA粉體的方式向HA陶瓷中引入Si元素,制備了包覆改性HA陶瓷。研究表明,將BG溶膠加入HA粉體分散液中,在完成凝膠化轉(zhuǎn)變后,BG凝膠均勻地包覆在HA粉體顆粒周圍。在高溫燒結(jié)過程中,BG凝膠與HA發(fā)生反應生成了硅酸磷酸鈣。包覆改性后,HA陶瓷的孔隙率增大,密度和壓縮強度降低。Si元素的存在明顯改善了HA陶瓷的體外礦化性能。包覆改性后,mBMSCs在改性HA陶瓷表面的黏附、鋪展、增殖情況和成骨分化相關基因(ALP、OPN和Runx-2)的表達量都得到了顯著提高。包覆改性改善了HA陶瓷的成骨活性。
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華南理工大學碩士學位論文骨骼主要由密質(zhì)骨、松質(zhì)骨、骨骼外側(cè)的皮質(zhì)性骨膜、關節(jié)軟骨和骨髓等質(zhì)骨又稱皮質(zhì)骨，質(zhì)地堅硬，主要分布在長骨骨干、短骨和扁骨表層；松骨骨骺和其他類型骨內(nèi)部，由針狀或片狀的骨小梁組成，具有多孔海綿狀結(jié)間的網(wǎng)孔中充滿了含有大量干細胞的骨髓，骨髓干細胞可誘導分化成各種液，維持人體的各項生命活動正常運行。

]微球與磷酸鈣骨水泥復合，植入人體后，PLGA 微球逐漸被降解、代謝，在大孔隙，便于骨組織再生和血管長入，，加快骨組織的再生修復[21]�；谆沂切迯筒牧匣谆沂侨梭w骨和牙齒的主要無機成分，具有良好的生物相容性。20 世始，人工合成的羥基磷灰石材料開始逐步應用到人體硬組織損傷修復領域。，HA 作為齒根移植材料開始應用在牙科修復中[22]，到了 90 年代，研究者開 陶瓷的力學性能和骨誘導特性。羥基磷灰石作為骨損傷修復材料，可以根據(jù)嚴重程度和骨缺損的形狀制備成各種形式的骨修復材料，如納米顆粒、致密多孔支架，HA 涂層等。 羥基磷灰石概述及其制備方法
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ174.1

【參考文獻】

相關期刊論文 前3條

1 潘雨辰;何良菊;李培杰;;鎂/羥基磷灰石作為股骨人工骨支架的可行性研究[J];中國科技論文在線;2011年06期

2 高輝;張光磊;任書霞;;HA生物陶瓷的研究現(xiàn)狀及其在醫(yī)學工程中的應用[J];北京生物醫(yī)學工程;2007年06期

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相關碩士學位論文 前1條

1 呂凝磊;摻鍶生物玻璃及其與羥基磷灰石復合材料的制備及溶解性研究[D];中南大學;2014年

本文編號：2666512