本文關(guān)鍵詞： 微納結(jié)構(gòu) 模板法 羥基磷灰石 生物活性　出處：《西南科技大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：人類骨和牙齒是一類非常重要的生物礦物,主要由有機(jī)基質(zhì)和羥基磷灰石(HA)經(jīng)過有序組裝形成的。HA具有優(yōu)異的生物相容性和生物活性,因而在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用,并引起了研究者廣泛而持久的關(guān)注。隨著HA研究的深入,具有微納多級(jí)結(jié)構(gòu)的HA材料,由于其特殊的表面結(jié)構(gòu)能夠增強(qiáng)材料的吸附性能和促進(jìn)細(xì)胞生長,因而成為目前重點(diǎn)研究內(nèi)容之一。但是,目前仍然存在許多不足,如對(duì)HA微納多級(jí)結(jié)構(gòu)還無法做到精確的控制,HA結(jié)晶性不易控制以及HA材料的生物相容性問題等,因此在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上,通過對(duì)模板的進(jìn)一步篩選和優(yōu)化,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)HA微納多級(jí)結(jié)構(gòu)的精確控制以增強(qiáng)其表面細(xì)胞的附著和生長能力具有重要的實(shí)踐意義。以上述思路為出發(fā)點(diǎn),本課題分別研究了自制的碳酸鈣(Ca CO3)微球和改性的關(guān)節(jié)軟骨膜(ACM)等兩種不同的硬質(zhì)和軟質(zhì)模板對(duì)HA微納多級(jí)結(jié)構(gòu)的誘導(dǎo)和控制,并在此基礎(chǔ)上研究了不同模板所制備HA的生物活性等。主要研究內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:(1)硬模板法:首先,使用沉淀法在羧甲基纖維素鈉作用下制備具有規(guī)則形貌的單分散Ca CO3微球,并以此為硬模板,在水熱條件下制備單分散且均一的微納多級(jí)結(jié)構(gòu)HA微球。研究了不同的溫度和十二烷基苯磺酸鈉濃度實(shí)現(xiàn)了對(duì)HA微球納米結(jié)構(gòu)單元形貌的影響。同時(shí),基于XRD、FTIR和HRTEM表征結(jié)果,提出了在不同溫度和不同濃度SDBS的作用下的機(jī)理,我們認(rèn)為是在不同溫度或不同濃度SDBS作用下HA晶體的晶面生長情況不同,從而控制HA晶體的形貌。研究結(jié)果表明:HA微球表面由HA納米棒或納米片組成,平均粒徑約為7-8μm,且具有尺寸均一、分散性好、比表面積較大等優(yōu)點(diǎn)。藥物負(fù)載和釋放實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,它是一種良好的藥物載體材料。進(jìn)一步的體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,HA微球能夠很好的促進(jìn)人類骨肉瘤細(xì)胞(MG-63)的粘附和增殖,具有良好的生物活性,而且由納米片組成的HA微球與納米棒組成的HA微球相比,更有利于促進(jìn)細(xì)胞增殖。(2)軟模板法:使用改性的ACM作為軟模板,在人體模擬體液中(1.5SBF)自組裝合成海綿狀微納多級(jí)結(jié)構(gòu)HA材料。利用SEM、XRD、FTIR和TEM對(duì)其結(jié)構(gòu)和組成進(jìn)行了表征,結(jié)果表明合成的樣品為碳酸HA晶體,且由大量的HA納米片組裝成三維互連海綿狀結(jié)構(gòu)。根據(jù)所制備的樣品與松質(zhì)骨(CB)組成和結(jié)構(gòu)的相似性,比較了它們的密度、孔隙率和比表面積。結(jié)果表明,海綿狀HA材料除了與CB具有相同的結(jié)構(gòu)和成分外,還具有更高的密度、孔隙率和比表面積。細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,海綿狀HA材料能夠很好地促進(jìn)MG-63細(xì)胞增殖和生長,具有良好的生物活性。本文的研究結(jié)果將為HA微納多級(jí)結(jié)構(gòu)的精確控制和新型微納多級(jí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建提供方法支撐,為HA納米級(jí)結(jié)構(gòu)單元對(duì)其生物活性的影響研究提供有益的借鑒。
[Abstract]:Human bone and teeth are a very important class of biological minerals, mainly composed of organic matrix and hydroxyapatite (HA) through ordered assembly. Ha has excellent biocompatibility and bioactivity. As a result, it has been widely used in the field of biomedicine, and has attracted extensive and lasting attention of researchers. With the development of HA research, HA materials with micro, nano and multilevel structure have been developed. Because its special surface structure can enhance the adsorption performance of the material and promote cell growth, it has become one of the most important research contents. However, there are still many shortcomings. For example, it is not possible to accurately control the crystallinity of HA and the biocompatibility of HA materials, so it is based on the existing research. Through the further screening and optimization of templates, it is of great practical significance to realize the precise control of HA micro-nano multilevel structure to enhance the adhesion and growth ability of HA surface cells. In this paper, the induction and control of HA microstructures by two different hard and soft templates, such as calcium carbonate calcium carbonate microspheres and modified articular chondrocytes ACMs, were studied. On this basis, the biological activity of HA prepared by different templates was studied. The main contents and experimental results are as follows: 1) hard template method: firstly. Monodisperse Ca CO3 microspheres with regular morphology were prepared by precipitation method under the action of sodium carboxymethyl cellulose and used as hard template. Monodisperse and homogenous nano-multistage HA microspheres were prepared under hydrothermal conditions. The effects of different temperatures and sodium 12 alkylbenzene sulfonate concentration on the morphology of HA microspheres were studied. Based on the results of FTIR and HRTEM characterization, the mechanism of SDBS at different temperature and concentration was proposed. We think that the crystal plane growth of HA crystal is different under the action of different temperature or different concentration of SDBS. The results show that the surface of the microspheres is composed of HA nanorods or nanoparticles, the average diameter is about 7-8 渭 m, the size is uniform and the dispersity is good. The results of drug loading and release experiments show that it is a good drug carrier material. Ha microspheres can promote the adhesion and proliferation of human osteosarcoma cells (MG-63), and have good biological activity, and the HA microspheres made up of nanorods are compared with HA microspheres made up of nanorods. Soft template method: modified ACM was used as soft template. The spongy micro-nano multistage structure HA material was synthesized by self-assembly of 1.5SBF in human simulated body fluid. The structure and composition of HA were characterized by SEM-XRDX FTIR and TEM. The results show that the synthesized sample is HA carbonate crystal, and is composed of a large number of HA nanoparticles to form a three-dimensional interconnecting sponge structure. The composition and structure of the prepared sample are similar to that of cancellous bone (CBB). The density, porosity and specific surface area of these materials were compared. The results showed that the spongy HA material had higher density besides the same structure and composition as CB. Porosity and specific surface area. The results of cell culture showed that spongy HA could promote the proliferation and growth of MG-63 cells. The results of this paper will provide the method support for the accurate control of HA micro-nano multilevel structure and the construction of new micro-nano multilevel structure. It provides a useful reference for the study of the effect of HA nanostructure unit on its biological activity.
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：R318.08

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本文編號(hào)：1485127