本文選題：鎂　切入點(diǎn)：稀摻雜　出處：《浙江大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：第一部分眼眶整復(fù)用摻鎂生物活性陶瓷材料的制備及性能研究目的眶內(nèi)植入材料的選擇和使用是影響眼眶整復(fù)效果的關(guān)鍵因素之一。理想的眶內(nèi)植入材料需具備可靠的力學(xué)強(qiáng)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(fù)的摻鎂生物活性陶瓷材料,并對(duì)其理化性質(zhì)進(jìn)行表征和優(yōu)化。方法以化學(xué)共沉淀法及高溫?zé)o壓燒結(jié)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(jié)構(gòu),萬(wàn)能測(cè)試機(jī)檢測(cè)分析抗壓強(qiáng)度、彈性模量、抗彎強(qiáng)度、楊氏模量和斷裂韌性等力學(xué)性質(zhì),體外降解實(shí)驗(yàn)明確材料降解特性,模擬體液浸泡實(shí)驗(yàn)明確體外生物活性。并通過(guò)系統(tǒng)研究摻鎂比例及燒結(jié)策略對(duì)材料理化性質(zhì)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(jié)果本研究采用化學(xué)共沉淀及無(wú)壓燒結(jié)法成功制備了摻鎂生物活性陶瓷,并通過(guò)系統(tǒng)研究摻鎂比例和燒結(jié)條件對(duì)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(jié)特性,在顯著增加力學(xué)強(qiáng)度的同時(shí)保持材料良好體外活性,且可通過(guò)摻鎂量對(duì)材料降解速率進(jìn)行調(diào)節(jié)。結(jié)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(xué)性質(zhì),降解速率可控,且具有良好的體外活性,可作為眼眶整復(fù)植入體的候選材料。第二部分個(gè)體化定制眼眶整復(fù)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(xué)共沉淀及無(wú)壓燒結(jié)法成功制備了摻鎂生物活性陶瓷材料,并通過(guò)優(yōu)化制備條件,使其成為眼眶整復(fù)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(yīng)用三維打印技術(shù)制備可基于個(gè)體化需求定制的生物活性多孔材料,并明確該技術(shù)方案的可行性。方法采用化學(xué)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(jié)劑混合成"墨水材料",采用自動(dòng)注漿成型式三維打印設(shè)備制備生物陶瓷多孔支架。通過(guò)對(duì)打印參數(shù)的調(diào)控研究三維打印技術(shù)構(gòu)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(jié)制度對(duì)多孔支架微結(jié)構(gòu)及力學(xué)性質(zhì)的影響規(guī)律,為個(gè)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(jié)果采用自動(dòng)注漿成型式三維打印設(shè)備可成功構(gòu)建生物陶瓷多孔支架,且通過(guò)對(duì)打印參數(shù)的調(diào)整可對(duì)支架進(jìn)行孔(?)尺度和孔隙率的調(diào)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(xué)強(qiáng)度,抗壓強(qiáng)度可達(dá)120MPa以上,遠(yuǎn)高于以同樣方式制備的鎂黃長(zhǎng)石、白硅鈣石支架的力學(xué)強(qiáng)度。此外,燒結(jié)溫度和燒結(jié)制度通過(guò)影響生物活性陶瓷中晶粒生長(zhǎng)方式對(duì)支架力學(xué)強(qiáng)度產(chǎn)生影響。結(jié)論采用自動(dòng)注漿成型式三維打印技術(shù)可成功構(gòu)建基于個(gè)體化定制的摻鎂生物活性陶瓷的多孔支架,并能通過(guò)調(diào)節(jié)打印參數(shù)對(duì)支架宏觀孔(?)尺度、孔隙率及微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控。本研究中構(gòu)建的摻鎂生物活性陶瓷多孔支架具有優(yōu)越的力學(xué)性能,且能滿(mǎn)足基于個(gè)體的定制需求,為眼眶整復(fù)材料提供了新的材料和構(gòu)建方式。第三部分個(gè)體化定制眼眶整復(fù)用摻鎂生物活性多孔支架的體外生物學(xué)性能研究目的對(duì)三維打印摻鎂生物活性多孔支架的進(jìn)行體外生物學(xué)性能研究,系統(tǒng)評(píng)價(jià)生物相容性和誘導(dǎo)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞成骨分化能力,為進(jìn)一步體內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究和臨床引用奠定實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。方法以磷酸三鈣(TCP)支架為對(duì)照組,分別在對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組硅|(?)石(CSi)、摻鎂硅(?)石(CSi-Mg10)支架上培養(yǎng)小鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(mBMSCs)。PrestoBlue試劑盒檢測(cè)細(xì)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(xì)胞形態(tài),qPCR檢測(cè)細(xì)胞成骨相關(guān)基因表達(dá),定量分析礦化行為。系統(tǒng)評(píng)價(jià)三種支架對(duì)細(xì)胞的生物學(xué)效應(yīng)。結(jié)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(xì)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(jìn)mBMSCs成骨分化和礦化的能力,其中促成骨分化能力CSiCSi-Mg10TCP;促進(jìn)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(jié)論本研究證實(shí)自動(dòng)注漿成型式三維打印技術(shù)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(jié)果為三維打印多孔生物陶瓷支架應(yīng)用于眼眶整復(fù)進(jìn)入體內(nèi)研究及臨床應(yīng)用提供了理論依據(jù),奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
[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(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：R318.08

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本文編號(hào)：1715762