本文關(guān)鍵詞：骨組織工程用雙相磷酸鈣陶瓷支架的制備及其性能研究

  更多相關(guān)文章： 骨組織工程 雙相磷酸鈣 多孔支架 有機(jī)泡沫浸漬法 生物降解

【摘要】：生物陶瓷材料由于其優(yōu)良的生物相容性、與骨有相似的組成成分、具有骨傳導(dǎo)性、與骨組織形成化學(xué)鍵結(jié)合等生物學(xué)性能,得到越來(lái)越多的材料研究者及醫(yī)療專家的青睞。其中,由于HA/β-TCP雙相磷酸鈣材料在可控降解性、生物活性和成骨性能上比單一鈣磷陶瓷要優(yōu)良,具有更加廣泛的應(yīng)用前景。因此本實(shí)驗(yàn)采用激光成型技術(shù)和有機(jī)泡沫浸漬法制備了一種具有規(guī)則直通孔與不規(guī)則通孔相結(jié)合的多孔雙相磷酸鈣陶瓷支架,該支架能夠很好的滿足骨組織工程對(duì)多孔生物材料的要求。同時(shí)將制備好的多孔雙相磷酸鈣生物支架與明膠、硅膠和硫酸鈣復(fù)合制備出了(Si02、明膠、硫酸鈣)／雙相磷酸鈣多孔支架,并對(duì)其進(jìn)行成分、結(jié)構(gòu)和性能等方面的分析。本文主要研究?jī)?nèi)容包括：(1)通過(guò)濕法合成,以碳酸鈣和磷酸為原料制備出了具有HA和β-TCP兩相的雙相磷酸鈣粉體。該粉體中β-TCP占81.6wt%；粉體粒徑主要分布在0.2μm～20μm范圍內(nèi)：細(xì)胞毒性結(jié)果表明,該粉體細(xì)胞毒性為0或1級(jí),即無(wú)細(xì)胞毒性。(2)分別通過(guò)激光成型技術(shù)與泡沫浸漬工藝制備了三種不同密度的多孔雙相磷酸鈣生物支架。該支架具有與粉體相同的兩相成分(HA和β-TCP);從低密度支架到高密度支架,主相β-TCP占比分別為79.3wt%、73.1wt%和71.7wt%;支架具有規(guī)則直通孔和不規(guī)則通孔相結(jié)合的孔洞結(jié)構(gòu)：三種密度的支架直通孔孔徑均為0.9-1mm之間,三維通孔孔徑從低密度到高密度分別為200-800μm、200-500μm和100-500gm；三種密度的支架的抗壓強(qiáng)度隨密度的增加逐漸減小,但均在0.1-0.4MPa之間；細(xì)胞毒性試驗(yàn)結(jié)果表明支架無(wú)細(xì)胞毒性。(3)分別采用硅膠浸泡后煅燒、明膠浸漬及硫酸鈣灌漿的方法制備出多孔Si02/雙相磷酸鈣生物支架、多孔明膠／雙相磷酸鈣生物支架和多孔硫酸鈣／雙相磷酸鈣生物支架。研究表明：前兩種多孔生物支架均具有規(guī)則直通孔與不規(guī)則三維通孔相結(jié)合的孔洞結(jié)構(gòu),其中對(duì)于SiO2/雙相磷酸鈣支架直通孔的孔徑范圍為700-900μm之間,不規(guī)則三維通孔的孔徑范圍從密度到高密度300-500μm、200-350μm和100-300μm,對(duì)于明膠／雙相磷酸鈣支架直通孔的孔徑為700-900μm之間,不規(guī)則三維通孔的孔徑從低密度到高密度為300-500μm、300-500μm和300-400μm：硫酸鈣／雙相磷酸鈣生物支架的的形貌均為棒狀硫酸鈣和顆粒狀雙相磷酸鈣顆粒相結(jié)合,且硫酸鈣以堵孔的形式貫穿在多孔雙相磷酸鈣骨架的孔隙間：三種復(fù)合支架的抗壓強(qiáng)度分別為0.1-0.4MPa、0.8-1.2MPa及0.7-1.6MPa；體外生物降解實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),三種支架浸泡于SBF的過(guò)程中有磷灰石的沉積,具有良好的生物活性,且隨密度的增加,降解率逐漸降低,其中硫酸鈣/雙相磷酸鈣生物支架的降解周期為90天；細(xì)胞毒性試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),三種復(fù)合支架細(xì)胞毒性為0或1級(jí),即無(wú)細(xì)胞毒性。
【關(guān)鍵詞】：骨組織工程 雙相磷酸鈣 多孔支架 有機(jī)泡沫浸漬法 生物降解
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ174.1;R318.08
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-24
• 1.1 骨組織工程簡(jiǎn)介12-13
• 1.2 骨組織工程中常用支架材料13-19
• 1.2.1 天然材料13-14
• 1.2.2 合成高分子材料14-15
• 1.2.3 生物活性陶瓷15
• 1.2.4 羥基磷灰石簡(jiǎn)介15-16
• 1.2.5 β-磷酸三鈣簡(jiǎn)介16-18
• 1.2.6 雙相磷酸鈣簡(jiǎn)介18-19
• 1.3 硅溶膠簡(jiǎn)介19
• 1.4 硫酸鈣簡(jiǎn)介19-20
• 1.5 骨組織工程用多孔陶瓷材料的制備方法20-22
• 1.5.1 造孔劑法20
• 1.5.2 有機(jī)泡沫浸漬法20-21
• 1.5.3 化學(xué)發(fā)泡法21
• 1.5.4 冷凍干燥法21-22
• 1.6 本科題研究的意義和內(nèi)容22-24
• 1.6.1 課題提出的意義22-23
• 1.6.2 課題的主要研究?jī)?nèi)容23
• 1.6.3 論文的創(chuàng)新點(diǎn)23-24
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分24-30
• 2.1 實(shí)驗(yàn)所用材料及儀器24-25
• 2.2 檢測(cè)及表征25-30
• 2.2.1 熱失重-差示掃描量熱法(TG-DSC)分析25
• 2.2.2 激光粒度分析25
• 2.2.3 傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜分析(FTIR)25-26
• 2.2.4 壓汞儀26
• 2.2.5 掃描電鏡分析(SEM)26-27
• 2.2.6 力學(xué)強(qiáng)度27
• 2.2.7 體外生物降解實(shí)驗(yàn)27
• 2.2.8 細(xì)胞毒性(cck-8)27-30
• 第三章 雙相磷酸鈣粉體以及聚氨酯泡沫載體的制備及其性能研究30-40
• 3.1 引言30
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方案及技術(shù)路線30-32
• 3.2.1 雙相磷酸鈣粉體的制備30-31
• 3.2.2 聚氨酯泡沫載體的制備31-32
• 3.3 檢測(cè)結(jié)果與討論32-38
• 3.3.1 雙相磷酸鈣粉體粒度分析32-33
• 3.3.2 雙相磷酸鈣粉體紅外光譜(FTIR)分析33-34
• 3.3.3 雙相磷酸鈣粉體X射線衍射(XRD)分析34-35
• 3.3.4 雙相磷酸鈣粉體掃描電子顯微鏡(SEM)分析35
• 3.3.5 細(xì)胞毒性研究(cck-8)35-36
• 3.3.6 聚氨酯泡沫載體紅外光譜(FTIR)分析36-37
• 3.3.7 聚氨酯泡沫載體形貌分析37-38
• 3.4 小結(jié)38-40
• 第四章 多孔雙相磷酸鈣生物支架的制備及其性能研究40-52
• 4.1 引言40
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方案及技術(shù)路線40-41
• 4.3 檢測(cè)結(jié)果與討論41-51
• 4.3.1 熱失重-差示掃描量熱法(TG-DSC)分析與煅燒工藝42-44
• 4.3.2 紅外光譜(FTIR)分析44-45
• 4.3.3 X射線衍射(XRD)分析45-46
• 4.3.4 孔洞參數(shù)分析46-47
• 4.3.5 掃描電子顯微鏡(SEM)分析47-50
• 4.3.6 抗壓強(qiáng)度分析50-51
• 4.3.7 細(xì)胞毒性分析51
• 4.4 小結(jié)51-52
• 第五章 多孔(SiO_2、明膠、硫酸鈣)/雙相磷酸鈣生物支架的制備及其性能研究52-82
• 5.1 引言52
• 5.2 實(shí)驗(yàn)方案及技術(shù)路線52-55
• 5.2.1 半水硫酸鈣的制備52-53
• 5.2.2 多孔SiO_2/雙相磷酸鈣生物支架的制備53-54
• 5.2.3 多孔明膠/雙相磷酸鈣生物支架的制備54
• 5.2.4 多孔硫酸鈣/雙相磷酸鈣生物支架的制備54-55
• 5.3 多孔SiO_2/雙相磷酸鈣生物支架的性檢測(cè)結(jié)果與討論55-64
• 5.3.1 紅外光譜(FTIR)分析56
• 5.3.2 X射線衍射(XRD)分析56-57
• 5.3.3 孔洞參數(shù)分析57-58
• 5.3.4 掃描電子顯微鏡(SEM)分析58-59
• 5.3.5 抗壓強(qiáng)度分析59-60
• 5.3.6 體外降解實(shí)驗(yàn)分析60-64
• 5.4 多孔明膠/雙相磷酸鈣生物支架的檢測(cè)結(jié)果與討論64-72
• 5.4.1 紅外光譜(FTIR)分析64-65
• 5.4.2 X射線衍射(XRD)分析65-66
• 5.4.3 孔洞參數(shù)分析66-67
• 5.4.4 掃描電子顯微鏡(SEM)分析67-68
• 5.4.5 抗壓強(qiáng)度分析68-69
• 5.4.6 體外降解實(shí)驗(yàn)分析69-72
• 5.5 多孔硫酸鈣/雙相磷酸鈣生物支架的檢測(cè)結(jié)果與討論72-79
• 5.5.1 紅外光譜(FTIR)分析73-74
• 5.5.2 X射線衍射(XRD)分析74
• 5.5.3 掃描電子顯微鏡(SEM)分析74-75
• 5.5.4 抗壓強(qiáng)度分析75-76
• 5.5.5 體外降解實(shí)驗(yàn)分析76-79
• 5.6 多孔(SiO_2、明膠、硫酸鈣)/雙相磷酸鈣生物支架細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)(cck-8)79-80
• 5.7 小結(jié)80-82
• 第六章 結(jié)論與展望82-84
• 6.1 結(jié)論82-83
• 6.2 問(wèn)題及展望83-84
• 致謝84-86
• 參考文獻(xiàn)86-94
• 附錄 攻讀碩士期間發(fā)表論文與專利94

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本文編號(hào)：517241