本文選題：鎂　切入點：稀摻雜　出處：《浙江大學》2017年博士論文

【摘要】：第一部分眼眶整復用摻鎂生物活性陶瓷材料的制備及性能研究目的眶內植入材料的選擇和使用是影響眼眶整復效果的關鍵因素之一。理想的眶內植入材料需具備可靠的力學強度、良好的生物相容性和生物活性,以及與缺損部位新骨生成相匹配的降解速率。本研究擬制備一種用于眼眶整復的摻鎂生物活性陶瓷材料,并對其理化性質進行表征和優(yōu)化。方法以化學共沉淀法及高溫無壓燒結法制備摻鎂生物活性陶瓷。采用物相分析及元素分析明確材料組分,掃描電鏡觀察材料表面及斷面微結構,萬能測試機檢測分析抗壓強度、彈性模量、抗彎強度、楊氏模量和斷裂韌性等力學性質,體外降解實驗明確材料降解特性,模擬體液浸泡實驗明確體外生物活性。并通過系統(tǒng)研究摻鎂比例及燒結策略對材料理化性質的影響規(guī)律,優(yōu)化摻鎂生物活性陶瓷材料的制備參數(shù)。結果本研究采用化學共沉淀及無壓燒結法成功制備了摻鎂生物活性陶瓷,并通過系統(tǒng)研究摻鎂比例和燒結條件對材料理化性能的影響規(guī)律,獲得了該材料制備的最優(yōu)條件。稀摻雜鎂可影響硅酸鈣陶瓷的燒結特性,在顯著增加力學強度的同時保持材料良好體外活性,且可通過摻鎂量對材料降解速率進行調節(jié)。結論本研究成功制備了 一種摻鎂生物活性陶瓷材料。該材料具有可靠的力學性質,降解速率可控,且具有良好的體外活性,可作為眼眶整復植入體的候選材料。第二部分個體化定制眼眶整復用摻鎂生物活性多孔材料的制備及性能研究目的我們以化學共沉淀及無壓燒結法成功制備了摻鎂生物活性陶瓷材料,并通過優(yōu)化制備條件,使其成為眼眶整復的理想候選材料之一。本研究擬以摻鎂生物活性陶瓷為建造原料,應用三維打印技術制備可基于個體化需求定制的生物活性多孔材料,并明確該技術方案的可行性。方法采用化學共沉淀法合成摻鎂生物陶瓷粉體,球磨后以聚乙烯醇為粘結劑混合成"墨水材料",采用自動注漿成型式三維打印設備制備生物陶瓷多孔支架。通過對打印參數(shù)的調控研究三維打印技術構建摻鎂生物套餐多孔支架的可行性,系統(tǒng)研究了打印參數(shù)、孔(?)尺度、摻鎂比例及燒結制度對多孔支架微結構及力學性質的影響規(guī)律,為個體化定制摻鎂生物陶瓷多孔支架優(yōu)化制備條件和參數(shù)。結果采用自動注漿成型式三維打印設備可成功構建生物陶瓷多孔支架,且通過對打印參數(shù)的調整可對支架進行孔(?)尺度和孔隙率的調節(jié)。在保持理想孔(?)尺度和較高孔隙率的前提下,鎂稀摻雜能顯著提高支架力學強度,抗壓強度可達120MPa以上,遠高于以同樣方式制備的鎂黃長石、白硅鈣石支架的力學強度。此外,燒結溫度和燒結制度通過影響生物活性陶瓷中晶粒生長方式對支架力學強度產生影響。結論采用自動注漿成型式三維打印技術可成功構建基于個體化定制的摻鎂生物活性陶瓷的多孔支架,并能通過調節(jié)打印參數(shù)對支架宏觀孔(?)尺度、孔隙率及微觀結構進行調控。本研究中構建的摻鎂生物活性陶瓷多孔支架具有優(yōu)越的力學性能,且能滿足基于個體的定制需求,為眼眶整復材料提供了新的材料和構建方式。第三部分個體化定制眼眶整復用摻鎂生物活性多孔支架的體外生物學性能研究目的對三維打印摻鎂生物活性多孔支架的進行體外生物學性能研究,系統(tǒng)評價生物相容性和誘導骨髓間充質干細胞成骨分化能力,為進一步體內實驗研究和臨床引用奠定實驗基礎。方法以磷酸三鈣(TCP)支架為對照組,分別在對照組和實驗組硅|(?)石(CSi)、摻鎂硅(?)石(CSi-Mg10)支架上培養(yǎng)小鼠骨髓間充質干細胞(mBMSCs)。PrestoBlue試劑盒檢測細胞在支架上的粘附及增殖,共聚焦熒光顯微鏡及掃描電鏡表征支架表面細胞形態(tài),qPCR檢測細胞成骨相關基因表達,定量分析礦化行為。系統(tǒng)評價三種支架對細胞的生物學效應。結果三種支架均能支持mBMSCs的粘附和增殖,具有良好的體外生物相容性。在相同培養(yǎng)條件下,三種支架上細胞數(shù)量為C3iCSi-Mg10TCP。CS和CSi和Mg10支架上的mBMSCs偽足較多,增殖狀態(tài)良好。此外,三種支架均具有在體外促進mBMSCs成骨分化和礦化的能力,其中促成骨分化能力CSiCSi-Mg10TCP;促進礦化能力CSi和CSi-Mg10支架均大于TCP支架,CSi-Mg10支架初始礦化速度較慢,后與CSi支架接近。結論本研究證實自動注漿成型式三維打印技術制備的摻鎂生物陶瓷多孔支架具有良好的體外生物相容性和促成骨活性。本研究的結果為三維打印多孔生物陶瓷支架應用于眼眶整復進入體內研究及臨床應用提供了理論依據(jù),奠定了實驗基礎。
[Abstract]:A magnesium - doped bioactive ceramic material was prepared by chemical co - precipitation and non - pressure sintering . The bone marrow mesenchymal stem cells ( mscs ) were cultured on the scaffold of CSi - Mg10TCP . The results of this study showed that the three kinds of scaffolds could support the adhesion and proliferation of mscs . The results showed that the three scaffolds had good biocompatibility and bone activity in vitro . The results of this study showed that the three - dimensional printing porous bioceramic scaffold was applied to the study of bone differentiation and mineralization in vivo . The results of this study provided theoretical basis for the application of three - dimensional printing porous bioceramic scaffold in vivo and in vivo .

【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R318.08

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本文編號：1715762