本文關(guān)鍵詞：3D打印水凝膠支架的摩擦行為研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水凝膠由于具有高潤(rùn)滑、高含水、生物相容性良好等優(yōu)良性能被認(rèn)為是作為組織工程支架的最具有潛力的材料。隨著快速成型技術(shù)的發(fā)展,利用快速成型技術(shù)制備水凝膠生物支架受到了廣泛的關(guān)注。本文基于快速成型技術(shù),利用基于噴嘴的3D打印技術(shù)制備了二氧化硅/聚乙烯醇(SiO2/PVA)水凝膠支架與海藻酸鈉(SA)水凝膠支架。對(duì)兩種水凝膠支架成型的3D成型工藝進(jìn)行了研究,表征了支架的形貌,測(cè)試了水凝膠支架的力學(xué)性能,并研究了水凝膠支架的摩擦行為以及生物相容性�；趪娮斓�3D打印技術(shù)能夠成型具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的水凝膠支架,支架的線寬可達(dá)200μm,孔隙率最高可達(dá)64.7%,內(nèi)部具有相互貫通的三維通孔結(jié)構(gòu)。通過調(diào)節(jié)3D打印機(jī)的設(shè)備參數(shù)能夠影響水凝膠支架的精度,支架的精度隨VS:VN的減小而增大,并且通過計(jì)算機(jī)對(duì)水凝膠支架結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì),通過該方法能夠成型不同結(jié)構(gòu)的水凝膠支架;該技術(shù)對(duì)溶膠具有選擇性,溶膠須滿足零剪切黏度大于10000 Pa·s,當(dāng)剪切速率達(dá)到10 s-1時(shí),其剪切速率小于100 Pa·s;同時(shí)溶膠還須滿足,低頻時(shí),G’G”,高頻時(shí),G’G”,才能夠適合進(jìn)行擠出并3D堆積成型。水凝膠支架的壓縮模量隨孔隙率的升高而降低,并且水凝膠支架的壓縮模量比同樣配比的塊體水凝膠的壓縮模量低。這是由于塊體水凝膠的宏觀網(wǎng)絡(luò)較水凝膠支架更為致密,并且水凝膠支架的木堆結(jié)構(gòu)能夠耗散部分外力的作用,使水凝膠支架表現(xiàn)出比塊體水凝膠較好的壓縮回彈性能。低速(10-6~10-3 m/s)時(shí),由于與基板的接觸面積不同,水凝膠支架的摩擦力隨孔隙率的增加稍有降低;高速(10-2~1 m/s)時(shí),由于摩擦行為轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w動(dòng)力潤(rùn)滑,孔隙率對(duì)支架摩擦力影響不明顯。在低載荷(0.3 KPa)下,塊體水凝膠與基板接觸時(shí),容易產(chǎn)生捕獲水,當(dāng)摩擦速率較低時(shí)(10-6~10-3 m/s),捕獲水能夠在水凝膠表面與基板時(shí)間隨機(jī)自由移動(dòng),從而導(dǎo)致塊體水凝膠的摩擦行為具有不穩(wěn)定性;而水凝膠支架由于其內(nèi)部的相互貫通的三維通孔結(jié)構(gòu),在與基板接觸時(shí),不易產(chǎn)生捕獲水,使得摩擦行為具有重復(fù)性。當(dāng)增加載荷時(shí),塊體水凝膠與基板支架的捕獲水在外力的作用下被排擠出去,使得塊體水凝膠的摩擦穩(wěn)定性提高。在相同載荷下,SA水凝膠支架的摩擦力較SiO2/PVA水凝膠支架小。SiO2/PVA水凝膠支架與SA水凝膠支架均能夠支持人體肝細(xì)胞的生長(zhǎng)與粘附,支架內(nèi)部相互貫通的三維通孔結(jié)構(gòu)有利于細(xì)胞培養(yǎng)液與細(xì)胞代謝廢液的流通,能夠促支架上細(xì)胞的增殖;SA水凝膠支架的細(xì)胞粘附性較SiO2/PVA水凝膠支架好,并且SA水凝膠支架上細(xì)胞的增殖速率比SiO2/PVA水凝膠支架上的細(xì)胞增殖速率大。SA水凝膠支架的生物性能較SiO2/PVA水凝膠支架更為優(yōu)異。
【關(guān)鍵詞】：3D打印 支架 水凝膠 摩擦
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ427.26
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-24
• 1.1 前言11
• 1.2 水凝膠的應(yīng)用11-14
• 1.2.1 隱形眼鏡11-12
• 1.2.2 傷口敷料12
• 1.2.3 藥物載體12-13
• 1.2.4 組織工程13-14
• 1.3 水凝膠支架的成型方法14-20
• 1.3.1 基于激光的快速成型技術(shù)16-17
• 1.3.2 基于噴嘴的快速成型技術(shù)17-18
• 1.3.3 噴墨打印技術(shù)18-20
• 1.4 水凝膠的摩擦行為20-22
• 1.4.1 摩擦基板對(duì)水凝膠滑動(dòng)摩擦的影響20-21
• 1.4.2 潤(rùn)滑環(huán)境對(duì)水凝膠滑動(dòng)摩擦的影響21
• 1.4.3 水凝膠表面形貌對(duì)水凝膠滑動(dòng)摩擦的影響21
• 1.4.4 交聯(lián)與結(jié)晶對(duì)水凝膠摩擦行為的影響21-22
• 1.5 本課題的研究?jī)?nèi)容與意義22-24
• 第2章 實(shí)驗(yàn)部分24-31
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器設(shè)備24-25
• 2.2 水凝膠支架的制備25-27
• 2.2.1 SiO_2/PVA水凝膠支架的制備25-26
• 2.2.3 SA水凝膠支架的制備26-27
• 2.4 水凝膠支架的分析測(cè)試方法27-31
• 2.4.1 溶脹性能測(cè)試27
• 2.4.2 孔隙率測(cè)試27
• 2.4.3 力學(xué)性能測(cè)試27-28
• 2.4.4 摩擦行為測(cè)試28-29
• 2.4.5 生物相容性測(cè)試29-31
• 第3章 3D成型SiO_2/PVA水凝膠支架的制備工藝研究31-40
• 3.1 前言31
• 3.2 SIO_2/PVA水凝膠支架的制備機(jī)理31-33
• 3.2.1 SiO_2/PVA水凝膠的兩步法 3D成形工藝原理31-33
• 3.2.2 支架的后處理33
• 3.3 3D成型工藝的研究33-39
• 3.3.1 溶膠的流變性能研究33-37
• 3.3.2 3D打印機(jī)參數(shù)對(duì)支架成型的影響37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 二氧化硅/聚乙烯醇水凝膠支架的制備與研究40-50
• 4.1 前言40
• 4.2 SiO_2/PVA水凝膠支架的形貌測(cè)試40-41
• 4.3 SiO_2/PVA水凝膠支架的力學(xué)性能分析41-45
• 4.3.1 SiO_2/PVA水凝膠支架的力學(xué)強(qiáng)度41-43
• 4.3.2 SiO_2/PVA水凝膠支架的能量耗散43-45
• 4.4 SiO_2/PVA水凝膠支架的摩擦行為研究45-48
• 4.4.1 不同孔隙率的SiO_2/PVA水凝膠支架的摩擦行為45-47
• 4.4.2 SiO_2/PVA水凝膠支架的摩擦機(jī)理分析47-48
• 4.5 SiO_2/PVA水凝膠支架的生物相容性研究48-49
• 4.5.1 SiO_2/PVA水凝膠支架的細(xì)胞粘附性研究48
• 4.5.2 細(xì)胞計(jì)數(shù)48-49
• 4.6 本章小結(jié)49-50
• 第5章 海藻酸鈉水凝膠支架的制備與研究50-60
• 5.1 前言50
• 5.2 海藻酸鈉水凝膠支架的形貌測(cè)試50-51
• 5.3 海藻酸鈉水凝膠支架的力學(xué)性能分析51-54
• 5.3.1 海藻酸鈉水凝膠支架的力學(xué)強(qiáng)度51-52
• 5.3.2 海藻酸鈉水凝膠支架的能量耗散52-54
• 5.4 海藻酸鈉水凝膠支架的摩擦行為研究54-57
• 5.4.1 不同孔隙率的海藻酸鈉水凝膠的摩擦行為55-56
• 5.4.2 海藻酸鈉水凝膠支架的摩擦機(jī)理分析56-57
• 5.5 海藻酸鈉那水凝膠支架的生物相容性研究57-58
• 5.5.1 海藻酸鈉水凝膠支架的細(xì)胞粘附性研究57-58
• 5.5.2 細(xì)胞計(jì)數(shù)58
• 5.6 本章小結(jié)58-60
• 第6章 結(jié)論與展望60-62
• 6.1 結(jié)論60-61
• 6.2 展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 致謝66-67
• 附錄67

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1 王雪力;侯理;譚競(jìng);湯克勤;夏和生;劉霆;;生物相容性聚氨酯支架材料的研究[J];高分子材料科學(xué)與工程;2008年02期

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6 寧佳;王德平;黃文e，

本文編號(hào)：392832