本文關(guān)鍵詞：明膠水凝膠調(diào)控羥基磷灰石晶體生長及鈦表面仿生礦化的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：促進(jìn)或加速缺損骨組織的修復(fù)效能是目前骨修復(fù)材料研究重點。在骨修復(fù)材料中,將羥基磷灰石與生物聚合物分子復(fù)合制備的有機-無機復(fù)合材料,能夠結(jié)合生物聚合物與羥基磷灰石礦物的優(yōu)點。但在以往的生物聚合物/羥基磷灰石復(fù)合材料的制備中,一般都將羥基磷灰石與聚合物溶液或者預(yù)聚液預(yù)先混合,這就導(dǎo)致大部分生物活性羥基磷灰石都被包埋在聚合物基質(zhì)內(nèi)部,在體外培養(yǎng)或者植入缺損部位早期無法與種子細(xì)胞有效接觸。以仿生的角度,聚合物調(diào)控仿生礦化所制備的聚合物-羥基磷灰石復(fù)合材料在成分和結(jié)構(gòu)上都類似于天然骨組織。本論文采用仿生礦化法,以明膠水凝膠為有機模板,利用其物化特性,調(diào)控羥基磷灰石在其表面和內(nèi)部成核,生長,并研究其調(diào)控機理。在鈦表面預(yù)先共價接枝明膠水凝膠作為礦化的有機模板,誘導(dǎo)羥基磷灰石晶體在其表面生長,制備礦化明膠復(fù)合生物活性涂層,即成分、結(jié)構(gòu)等與骨組織更接近的仿生復(fù)合層,從而提高鈦植入體表面的生物相容性。具體內(nèi)容如下： 1.明膠水凝膠調(diào)控羥基磷灰石晶體生長 本文通過取代明膠側(cè)鏈上的氨基基團(tuán)而引入交聯(lián)劑甲基丙烯酰胺,改變反應(yīng)液中甲基丙烯酸酐的濃度,得到不同取代度的甲基丙烯酰胺改性明膠單體,在光引發(fā)劑的存在下經(jīng)紫外光聚合獲得明膠水凝膠。對比研究了不同交聯(lián)劑含量(甲基丙烯酰胺取代度)明膠水凝膠分子在37℃恒溫的改性模擬體液(mSBF)下,調(diào)控磷酸鈣礦物,特別是羥基磷灰石礦化的能力。結(jié)果顯示,陰離子型明膠基水凝膠含有大量的負(fù)電荷羧基基團(tuán),能作為有機模板誘導(dǎo)羥基磷灰石在其表面和內(nèi)部沉積,且生成羥基磷灰石的組成及結(jié)構(gòu)和天然羥基磷灰石相似。然而,相對于低取代度水凝膠,由于具有較低的溶液擴散能力和弱的負(fù)電性,高取代度水凝膠的表面上更不利于羥基磷灰石的形核和生長。力學(xué)性能測試表明礦化后的水凝膠比礦化前壓縮強度和模量都有了顯著提高,尤其是低取代度水凝膠。 2.鈦表面礦化明膠水凝膠復(fù)合涂層的制備 本文通過在仿生礦化沉積制備礦化明膠涂層過程中,首先對鈦基板先后采用堿熱和硅烷化處理,在表面接枝端基為甲基丙烯酰胺的官能團(tuán),經(jīng)光聚合在表面以共價鍵合的形式制備了甲基丙烯酰胺改性明膠水凝膠涂層,后在2倍仿生體液中礦化得到明膠水凝膠-羥基磷灰石復(fù)合生物活性涂層。運用掃描電子顯微鏡(SEM)、電子探針(EDS)、X射線衍射儀(XRD)、紅外光譜(IR)、X射線光電子能譜(XPS)和接觸角測試儀等表征方法對鈦試樣在生物礦化前后的鈣磷生物活性涂層的表面形貌、成分以及物相組成等進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明：明膠水凝膠能誘導(dǎo)羥基磷灰石礦物在其表面沉積,并且獲得的羥基磷灰石的成分和結(jié)構(gòu)接近自然骨。溶液浸泡性能測試表明鈦基板礦化明膠涂層有一定的穩(wěn)定性,這可能是硅烷偶聯(lián)劑作為“分子橋”起到了橋連作用。
【關(guān)鍵詞】：仿生礦化 明膠 羥基磷灰石 有機-無機復(fù)合材料 鈦
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TQ427.26;R318.08
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目錄8-11
• Contents11-14
• 第一章 緒論14-25
• 1.1 引言14
• 1.2 骨結(jié)構(gòu)及骨形成14-16
• 1.3 生物礦化概述16-18
• 1.4 有機分子調(diào)控生物礦化18-21
• 1.4.1 調(diào)控結(jié)晶行為的水溶性大分子18-20
• 1.4.2 作為礦化模板的聚合物20-21
• 1.5 羥基磷灰石21-22
• 1.5.1 羥基磷灰石與有機物的復(fù)合21-22
• 1.5.2 羥基磷灰石涂層金屬的復(fù)合材料22
• 1.6 明膠概述22-23
• 1.7 本論文研究思路與方案23-25
• 第二章 明膠水凝膠中交聯(lián)劑含量對體外生物礦化結(jié)果的影響25-47
• 2.1 引言25-26
• 2.2 實驗部分26-30
• 2.2.1 實驗材料與儀器26-27
• 2.2.2 甲基丙烯酰胺改性明膠的合成27
• 2.2.3 H~1核磁共振表征27
• 2.2.4 Zeta電位分析27
• 2.2.5 明膠水凝膠的制備27-28
• 2.2.6 接觸角表征28
• 2.2.7 溶脹性能表征28
• 2.2.8 仿生礦化液的配置28-29
• 2.2.9 水凝膠礦化29
• 2.2.10 礦化水凝膠的表征測試29-30
• 2.3 實驗結(jié)果與討論30-45
• 2.3.1 甲基丙烯酰胺改性明膠的表征30-31
• 2.3.2 礦化明膠水凝膠支架的形貌及組成分析31-36
• 2.3.3 交聯(lián)劑含量對水凝膠溶脹和親疏水性能的影響36-38
• 2.3.4 交聯(lián)劑含量對水凝膠礦化結(jié)果的影響38-43
• 2.3.5 礦化明膠水凝膠支架力學(xué)性能43-44
• 2.3.6 明膠水凝膠中交聯(lián)劑含量調(diào)控礦化的機制探討44-45
• 2.4 本章小結(jié)45-47
• 第三章 鈦表面礦化明膠水凝膠復(fù)合涂層的制備及表征47-59
• 3.1 引言47
• 3.2 實驗部分47-49
• 3.2.1 實驗材料與儀器47
• 3.2.2 鈦基材表面預(yù)處理47-48
• 3.2.3 鈦表面明膠水凝膠(Ge IMA)共價接枝48
• 3.2.4 仿生礦化48
• 3.2.5 復(fù)合涂層的穩(wěn)定性表征48-49
• 3.2.6 表面表征49
• 3.3 實驗結(jié)果與討論49-57
• 3.3.1 明膠水凝膠/羥基磷灰石復(fù)合涂層的制備49-50
• 3.3.2 礦化前后鈦表面的形貌表征50-52
• 3.3.3 不同處理的鈦表面FTIR分析52-53
• 3.3.4 不同處理的鈦表面XPS分析53-54
• 3.3.5 不同處理的鈦表面XRD分析54-55
• 3.3.6 不同處理的鈦表面親疏水分析55-56
• 3.3.7 復(fù)合涂層在生理條件下穩(wěn)定性分析56-57
• 3.4 本章小結(jié)57-59
• 第四章 全文總結(jié)與展望59-61
• 4.1 全文總結(jié)59-60
• 4.2 展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-67
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文67-69
• 致謝69

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王本;唐�？�;;生物礦化:無機化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)間的橋梁之一[J];化學(xué)進(jìn)展;2013年04期

  本文關(guān)鍵詞：明膠水凝膠調(diào)控羥基磷灰石晶體生長及鈦表面仿生礦化的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：259672