【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)與臨床醫(yī)學(xué)的發(fā)展,傳統(tǒng)的鈦、不銹鋼等金屬材料在硬組織替換材料領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而,金屬材料在體內(nèi)環(huán)境中會因?yàn)楦g而造成離子的釋放,且其彈性模量與人體骨組織并不匹配,會導(dǎo)致植入體材料的失敗。聚醚醚酮作為一種高分子聚合物,其彈性模量介于松質(zhì)骨和骨密質(zhì)之間,并且還具有良好的耐腐蝕性和化學(xué)穩(wěn)定性,在生理環(huán)境中不會釋放有害物質(zhì)。聚醚醚酮(Polyether ether ketone,PEEK)因其具有良好的力學(xué)性能和生物相容性,在植入體領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。然而,PEEK的生物活性比較差,植入人體后不易與骨組織鍵合,限制了其作為植入體材料的應(yīng)用壽命。本論文采用表面化學(xué)改性對PEEK進(jìn)行改性來提高材料的生物活性,然后進(jìn)一步探討了材料表面結(jié)構(gòu)和成分對其生物學(xué)性能的影響機(jī)制。即利用表面化學(xué)改性的方法在PEEK表面構(gòu)建出結(jié)構(gòu),然后對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)控,以期提高PEEK材料的生物活性,同時(shí)對改性后PEEK材料表面的細(xì)胞相容性和誘導(dǎo)大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞骨向分化能力進(jìn)行評價(jià),并初步探討改性前后材料表面性質(zhì)對其生物學(xué)性能的影響。論文的主要結(jié)果有:1.用濃硫酸對PEEK進(jìn)行磺化處理,在材料表面構(gòu)建了一種含有少量硫的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),然后在其三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中裝載生長因子骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(BMP-2)。由于結(jié)構(gòu)和成分的雙重效應(yīng),改性后的PEEK材料表面親水性得到明顯提高,并且顯示出良好的生物活性:大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(r BMSCs)的增殖活性、堿性磷酸酶(ALP)活性/細(xì)胞外基質(zhì)礦化與細(xì)胞內(nèi)膠原分化能力得到了顯著的上升,顯示了改性后材料對干細(xì)胞早期骨向分化的促進(jìn)作用。2.用濃硫酸對PEEK進(jìn)行磺化處理得到三維孔道結(jié)構(gòu)后,用硼氫化鈉(NaBH_4)還原對其結(jié)構(gòu)進(jìn)一步調(diào)控,成功地在PEEK材料表面構(gòu)建出了表面富含羥基官能團(tuán)的三級微納結(jié)構(gòu),并得到了羥基官能團(tuán)。改性后的材料表面能夠很好地黏附、鋪展、增殖并向成骨細(xì)胞方向分化,顯示出了良好的生物活性。本論文通過表面化學(xué)改性的方法,調(diào)控了PEEK材料表面的結(jié)構(gòu)與成分,提高了PEEK材料的生物活性,并探討了材料表面理化性質(zhì)對材料生物學(xué)性質(zhì)的影響規(guī)律,這為PEEK材料在生物學(xué)的應(yīng)用上提供了科學(xué)依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：上海師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ317;R318.08

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本文編號：2596515