【摘要】：磷酸鈣骨水泥(CPC)是一種可自固化的骨修復材料,因具有良好的生物學特性和固化過程放熱少等優(yōu)點,已經(jīng)成功地被應用于臨床硬組織修復和替代中。然而,CPC存在固化時間過長、力學強度不高、抗?jié)⑸⑿圆钜约敖到饩徛热秉c,限制了其在臨床上的應用。為解決CPC的上述問題,本文通過工藝優(yōu)化制備出了性能優(yōu)良的CPC骨水泥,并利用硅(Si)元素對CPC骨水泥進行改性,以多種方式在CPC骨水泥中引入Si元素,制備出了滿足臨床需求的新型Si-CPC骨水泥。以不同配比的α-TCP和DCPD兩種粉末作為固相,以Na2HPO4與檸檬酸的不同比例水溶液作為固化液,采用不同液固比進行調(diào)和固化成型,完成了 CPC骨水泥的制備。研究表明,在5wt.%檸檬酸+0.5mol/LNa2HPO4水溶液為液相的條件下,α-TCP與DCPD以摩爾比為2:1混合固化時,水化產(chǎn)物中存在板片狀CDHA,其力學性能最優(yōu),孔隙率也最低。隨著液固比的增大,骨水泥的孔隙率與抗壓強度均增大,同時生成的板片狀納米CDHA相分布越廣泛,本試驗條件下,最佳的液固比為0.4mL/g。固化液中添加適量濃度檸檬酸,可提高骨水泥的抗壓強度,降低其孔隙率,縮短凝固時間,同時又能促進狀板片納米CDHA相的生成,當液相為6wt.%檸檬酸+0.5mol/L Na2HPO4水溶液時,CPC性能最優(yōu)宜。在CPC中引入不同含量不同結(jié)晶度的TTCP,發(fā)現(xiàn)無論HCTTCP/CPC還是LCTTCP/CPC,均有新相HA生成,且呈現(xiàn)納米尺度的板片狀。LCTTCP的添加增大了骨水泥的孔隙率,縮短了凝固時間,減少片狀HA晶體的生成,并導致抗壓強度下降。HCTTCP的添加則降低了骨水泥的孔隙率,提高抗壓強度和片狀HA的生成,當添加量為5wt.%時,骨水泥HCTTCP/CPC的性能最為優(yōu)良。分別通過直接在固相中添入適量的CS和SiO2以及以Si-α-TCP方式在CPC骨水泥中引入Si元素制備了 Si-CPC骨水泥。結(jié)果表明:直接在CPC固相中摻入CS,CPC表面出現(xiàn)片狀DCPD晶體,隨著CS的含量增加,0.4mL/g的液固比不能滿足固相粉末的潤濕,固化時間降低,并出現(xiàn)團聚現(xiàn)象,而得到的骨水泥力學性能直線下降,其孔隙率增大。Si02的添加促進了骨水泥表面膜層和板片狀HA新相的生成。通過高溫燒結(jié)將Si元素摻入到α-TCP制備出具有較高生物活性的Si-α-TCP。在以Si-α-TCP/DCPD/TTCP形成的Si-CPC骨水泥中,隨著Si含量的增加,其骨水泥的力學性能得到顯著提高,當Si含量為2.5mol%時,Si-CPC的綜合性能最為優(yōu)良,其孔隙率較低,抗壓強度提高到CPC骨水泥抗壓強度的3倍,其水化產(chǎn)物表面生成致密的膜層,同時伴有新相Si-HA生成。利用SBF浸泡法來評估Si-CPC與CPC骨修復材料的生物活性。結(jié)果表明,從浸泡第1d起,Si-CPC骨水泥的降解率一直負向增加,同時骨水泥表面出現(xiàn)分布均勻且致密的納米板片狀HA晶體,浸泡7d后出現(xiàn)無定形硅凝膠。CPC的降解率先增大在負向增加,浸泡7d后,CPC表面開始出現(xiàn)少量板片狀HA晶體,但HA相結(jié)晶度不高。在浸泡過程中,兩種骨水泥的浸泡液pH值變化趨勢相同,均在第6d時,浸泡液的pH處于最低,但Si-CPC浸泡液pH值均高于CPC的,這種浸泡條件有利于水化產(chǎn)物的生成。以上結(jié)果表明,Si-CPC不僅具有很好的的力學性能,且其生物活性也最為優(yōu)良。
【圖文】：

HA不同軸向的XRD圖譜及其組織形貌:(a)aHA;(b)cHA;(c)iHAt3a7Fig.l.1TheshoelaceandmorphologyofthenoncoaxialHA:(

a-TCP的微觀形貌圖:a、未球磨;b,球磨Pig.3.2Themicrotapographyofa-TCP:a.noball-
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R318.08

【參考文獻】

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本文編號：2595222