生物活性陶瓷因其具有良好的生物相容性和生物活性,被應用于骨組織工程的骨缺損填充、骨折修復、替換病變組織。羥基磷灰石晶須因與人體骨的無機成分相似,具有良好的骨傳導性、生物相容性和斷裂韌性,成為廣泛應用的生物陶瓷材料。明膠作為人體骨骼主要結構蛋白的膠原高溫作用后的產物,而二氧化硅是人體內主要的微量元素之一,也常常被用于人體骨缺損的修復。本文采用水熱法成功制備了羥基磷灰石晶須材料,并采用正硅酸乙酯溶液通過St?ber法對制備的羥基磷灰石材料進行了改性,得到硅改性羥基磷灰石晶須材料。通過有機泡沫浸漬法和利用光固化成型原理制備了不同的多孔晶須支架,并利用XRD、FT-IR等表征手段對支架成分進行分析,通過掃描電鏡觀察微觀形貌,并對支架的各種性能進行了研究。本論文具體研究內容如下:（1）成功制備了羥基磷灰石晶須及硅改性羥基磷灰石晶須。晶須分散性較好,長度不一,主要分布為60¹60um之間,長度最長可達到230um以上,長徑比主要分布在14.68⁶5.72之間;硅改性羥基磷灰石晶須表面附著二氧化硅的球形顆粒,直徑達500nm⁶00nm... 

【文章來源】：昆明理工大學云南省

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

骨組織工程原理示意圖

第一章緒論91.4明膠簡介明膠（gelatin）是一種不能溶于冷水卻可以溶于熱水的透明堅硬的非晶體物質，是人體骨骼主要結構蛋白的膠原高溫作用后的產物，以天然聚合物的形式存在，其主要成分是多肽分子混合物的氨基酸，由多根肽鏈高度聚合形成[55]。明膠可在一定溫度下水解，被蛋白酶利用，生物相容性、降解性能好，且降解速度可調，以適應不同的需求，降解產物可被人體完全吸收，不會產生炎癥反應，同時能夠促進細胞的生長繁殖和血小板的凝結。但是明膠在降解的過程中，速度過快，而且機械性能較低，很容易在機體內被蛋白酶分解，從而容易引起支架的崩解，在組織工程中發(fā)展應用受阻。因此采用交聯(lián)劑對明膠強度進行改善或者明膠與其他材料復合制備復合支架，用于骨組織工程的骨缺損修復。圖1.2明膠結構示意圖Fig1.2Structuraldrawingofgelatin林海莉[56]等人對制備的明膠膜材料進行了戊二醛交聯(lián)，發(fā)現(xiàn)交聯(lián)后的明膠膜材料力學性能明顯增強，且交聯(lián)劑濃度大于4%時，材料的力學強度趨于穩(wěn)定。趙峰[57]等人采用冷凍干燥方法制備了殼聚糖/明膠網(wǎng)絡/羥基磷灰石復合材料支架，支架的孔洞結構和孔隙率可調，羥基磷灰石的加入不會破壞有機網(wǎng)絡機構，有望用于骨組織工程骨缺損的修復。1.5硅源1.5.1人體中的硅硅元素是人體必不缺少的一種微量元素，對于骨組織的代謝異常重要。研究發(fā)現(xiàn)，人體對硅元素的攝入量過低，會對人體健康帶來很大的傷害，嚴重的會引起人體骨和軟骨生長異常。Carlisle[58]等人利用硅含量不同的飼料對雛雞進行試驗，首次發(fā)現(xiàn)了硅對于骨骼發(fā)育的重要性，在幼年嚙齒類動物的實驗中，發(fā)現(xiàn)新組織

昆明理工大學碩士學位論文20壓力的強度極限，用于檢測材料單位面積所能承受的最大壓力。本實驗使用上海橫翼精密儀器有限公司生產的HY-203型號力學性能測試儀，根據(jù)國家標準GB/1041-92對制備的支架材料進行了抗壓強度的測試，過程中，儀器下降速度為2mm/min。2.3.5孔隙率檢測對于生物支架材料，孔隙率一直是其重要的指標。本實驗采用阿基米德原理，根據(jù)國家標準（GB/1966-1966）,測定生物支架材料的孔隙率。具體操作如下：（1）將樣品置于烘箱至完全干燥，稱其干重MA；（2）將樣品完整浸泡到無水乙醇溶液中，并置于真空環(huán)境中抽濾，直至樣品表面無氣泡冒出為止，繼續(xù)在真空環(huán)境下放置4-6h后取出，拭除樣品表面的無水乙醇，稱量其濕重MB；（3）將樣品植入到無水乙醇溶液中，稱量得到樣品的懸重MC。通過公式（2-2）計算，即可得到制備支架的孔隙率。=MBMAMBMC×100%（2-2）2.3.6壓汞儀檢測對于多孔支架材料來說，孔結構是其重要的參數(shù)之一，孔徑尺寸尤為重要。孔徑的分布和尺寸大小，影響著植入部分細胞的粘附與增值。壓汞儀法是測量材料孔徑分布常用的方法，測量孔徑尺寸范圍廣，可測量幾納米到幾百個微米。同時，多孔材料的孔隙率、比表面積等參數(shù)也可以通過壓汞儀來檢測。壓汞法基本原理為：汞與一般固體接觸不產生潤濕，表面張力的存在影響了汞進入多孔材料的孔，因此，欲使汞進入孔需施加外部壓力。所施加的外部壓力（P）與汞進入的孔徑尺寸（r）之間呈函數(shù)關系，可通過公式（2-3）計算支架材料的孔徑參數(shù)，公式（2-3）如下所示=2γcosθ(2-3)圖2.1壓汞儀實驗原理圖Fig.2.1Experimentalprinciple

【參考文獻】：
期刊論文
[1]生物活性支架在骨組織工程中的應用及進展[J]. 冷一,李祖浩,任廣凱,王中漢,高超華,史晨玉,劉賀,吳丹凱.  中國組織工程研究. 2019(06)
[2]原位組織工程技術在骨與軟骨修復領域的應用進展[J]. 邢飛,李浪,劉明,段鑫,龍也,項舟.  中國修復重建外科雜志. 2018(10)
[3]同種異體骨移植修復骨缺損的應用進展[J]. 鄧子文,黃東.  山東醫(yī)藥. 2017(32)
[4]三維打印羥基磷灰石晶須增強復合骨修復支架[J]. 辛晨,齊鑫,朱敏,趙世昌,朱鈺方.  無機材料學報. 2017(08)
[5]羥基磷灰石晶須/聚左旋乳酸復合材料的制備及性能[J]. 付志強,肖歡歡,陳柯伶,陳光艷,謝克難.  化工新型材料. 2017(06)
[6]天然高分子衍生材料在骨組織修復領域的研究進展[J]. 馮星龍,王曉嵐,張余,夏虹.  中國骨科臨床與基礎研究雜志. 2017(01)
[7]構建骨組織工程支架中應用的3D打印技術[J]. 于強,田京.  中國組織工程研究. 2015(30)
[8]骨組織工程中支架材料的研究進展[J]. 朱立家,杜大江.  醫(yī)學臨床研究. 2015 (05)
[9]基于光固化成形的快速熔模鑄造組樹方法[J]. 談耀文,王永信.  熱加工工藝. 2015(05)
[10]骨組織工程支架材料的研究現(xiàn)狀與應用前景[J]. 馬新芳,張靜瑩.  中國組織工程研究. 2014(30)

博士論文
[1]具備血小板復合細胞外基質的3D打印多孔鈦支架及其仿生功能化[D]. 朱威.北京協(xié)和醫(yī)學院 2016

碩士論文
[1]陶瓷骨支架微結構與性能的關聯(lián)規(guī)律研究[D]. 李鵬健.中南大學 2014
[2]硅摻雜納米羥基磷灰石復合支架的制備和生物學評價[D]. 裴夢婷.華中科技大學 2014
[3]羥基磷灰石/明膠復合材料的制備及其性能研究[D]. 劉文斌.西南交通大學 2005



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