【摘要】：人工骨支架材料是骨組織工程研究領(lǐng)域的一個(gè)重要內(nèi)容,它在骨缺損修復(fù)中具有極大的應(yīng)用前景。理想的骨組織工程支架材料不僅需要具備優(yōu)良的力學(xué)性能,還要求材料具有相互貫通的三維多孔結(jié)構(gòu)。一直以來(lái),支架材料所必需的多孔結(jié)構(gòu)與材料力學(xué)性能之間的矛盾都是骨組織工程材料領(lǐng)域難以攻破的一大難題。本文利用RP技術(shù)分別仿生構(gòu)建了殼聚糖/羥基磷灰石(Chitosan/Hydroxyapatite,CS/HA)多孔材料及蜂巢型聚乳酸(Polylactic Acid,PLA)多孔材料,并對(duì)制備材料進(jìn)行改性,以期獲得具有優(yōu)良力學(xué)性能及生物相容性的骨組織工程支架材料。本文先利用RP技術(shù)聯(lián)合間接成型造孔方法,經(jīng)CS/HA粉體灌模、冷等靜壓及溶蠟后獲得力學(xué)性能優(yōu)良的蜂巢型CS/HA多孔人工骨支架材料�；诖�,CS/HA多孔支架經(jīng)明膠(Gelatin,Gel)涂層后獲得涂層支架材料CS/HA-Gel,涂層支架再經(jīng)戊二醛(Glutaraldehyde,Gul)交聯(lián)后獲得交聯(lián)支架材料CS/HA-Gel/Gul。粒徑分析和XRD結(jié)果表明所制粉體粒徑主要為1.09-27.2μm的不規(guī)則短棒狀部分碳酸化的CS/HA復(fù)合材料,同時(shí)多孔支架材料中CS、Gel和Gul的引入均會(huì)使HA的特征峰弱化。SEM結(jié)果顯示多孔支架材料具有類似蜂巢的正六邊形多孔結(jié)構(gòu)。CS/HA支架材料表面粗糙,而CS/HA-Gel支架材料表面光滑,材料表面涂層的明膠膜覆蓋了原有的CS/HA粗糙顆粒,交聯(lián)改性后的支架材料表面的Gel膜出現(xiàn)了少量的溶解,局部暴露出CS/HA顆粒。力學(xué)性能測(cè)定結(jié)果表明涂層及交聯(lián)均能顯著提高支架材料的力學(xué)強(qiáng)度;CS/HA支架經(jīng)1次涂層和3次涂層后的抗壓強(qiáng)度分別是CS/HA支架的5.45和6.03倍,涂層改性大大增強(qiáng)了其抗壓強(qiáng)度。涂層支架材料經(jīng)戊二醛交聯(lián)后,其力學(xué)性能得到進(jìn)一步提升。明膠1次涂層和3次涂層支架經(jīng)交聯(lián)處理后,同比未交聯(lián)支架抗壓強(qiáng)度分別提高了9.72%和73.30%。體外降解實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明三種支架材料均具有良好的降解性能,三種支架材料中CS/HA-Gel/Gul降解速率最為緩慢。MTT實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示這三種蜂巢結(jié)構(gòu)多孔支架材料均符合細(xì)胞毒性要求;細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這三種支架材料均具有良好的細(xì)胞粘附性,改性后的CS/HA-Gel和CS/HA-Gel/Gul多孔支架材料更有利于細(xì)胞的早期粘附和增殖。本文再依據(jù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的蜂巢型多孔結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型,利用3D打印機(jī)直接制備出蜂巢狀PLA多孔支架,并利用涂層及礦化手段對(duì)材料進(jìn)行表面改性。SEM結(jié)果顯示PLA多孔支架材料具有類似蜂巢的正六邊形多孔結(jié)構(gòu)。支架材料表面呈纖維層疊狀,PLA纖維之間存在小縫隙,經(jīng)殼聚糖(Chitosan,CS)涂層處理后支架材料表面形成光滑膜層。支架再經(jīng)礦化修飾后,支架涂層CS膜層表面沉積了礦物質(zhì)顆粒。電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)壓縮強(qiáng)度表明,涂層及礦化均能提高抗壓強(qiáng)度。體外降解實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明結(jié)構(gòu)完整的純PLA支架材料降解速率過(guò)于緩慢,在前6周內(nèi)無(wú)明顯失重。而涂層及礦化改性后的PLA,其降解速率得到顯著提高,改性支架更適合作為植入式可降解人工骨材料。MTT實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示這三種PLA多孔支架材料均符合細(xì)胞毒性要求;細(xì)胞粘附生長(zhǎng)的熒光照片表明,7d后改性支架材料上細(xì)胞密度更大,活性更好。攻克骨組織工程多孔支架材料力學(xué)強(qiáng)度差這一大難關(guān),對(duì)于人工骨材料實(shí)現(xiàn)臨床應(yīng)用至關(guān)重要。依據(jù)蜂巢質(zhì)量輕、孔隙率高、機(jī)械性能好的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn),本文仿生構(gòu)建的蜂巢狀骨組織工程多孔支架材料及其改性支架材料,既具備生物學(xué)要求的三維多孔結(jié)構(gòu),又具有優(yōu)良的力學(xué)性能及生物相容性,在骨組織工程領(lǐng)域顯示出較好的應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R318.08;TB383.4
【圖文】：

廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文別用去離子水和無(wú)水乙醇沖洗 3 遍，晾干備用。模：如圖 2-1 所示，先用(b)中剪好的濾紙和石英模具組合蠟?zāi)＞叻湃肫渲校瑱z查濾紙是否有移位。然后將組合件 入上述制備的簡(jiǎn)易輔助裝置的空槽內(nèi)，用去離子水潤(rùn)洗接抽濾瓶和真空水泵。然后將用無(wú)水乙醇分散制備的 10，直至將石蠟?zāi)０逄顫M。將填滿的石蠟?zāi)０暹B同濾紙取，室溫放置晾干。

架材料表面粉末的紅外光譜圖（a）CS/HA 多孔支架材料表面粉末；（b）孔支架材料表面粉末；（c）CS/HA-Gel/Gul 多孔支架材料表面粉末red spectrum of powder on the surface of porous scaffold material (a) surus scaffold material; (b) surface powder of CS/HA-Gel porous scaffold msurface powder of CS/HA-Gel/Gul porous scaffold material 所示為三種蜂巢型多孔支架材料表面粉末的的紅外光譜圖。料均有三個(gè)較為強(qiáng)烈的特征峰分別在 600 cm-1、1200 cm-1和改性后的 b 和 c 比起 a 在 1650 cm-1處特征峰有不同程度增強(qiáng)戊二醛改性后的材料引入了較多的酰胺基和氨基，同時(shí)戊二的 1737 cm-1左右的羰基伸縮振動(dòng)峰有明顯增強(qiáng)，這可能一部，另一部原因是戊二醛交聯(lián)后使得明膠或殼聚糖的羰基更易被

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 章朱迎;陳靜;俞佳蕾;趙倩;曹傳昊;沈佳麗;施冬健;;多巴胺改性海藻酸多孔支架的制備與性能[J];應(yīng)用化學(xué);2018年06期

2 邵榮學(xué);全仁夫;張亮;謝尚舉;楊迪生;韋習(xí)成;;梯度復(fù)合HA/ZrO_2多孔支架材料在松質(zhì)骨缺損應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)[J];中國(guó)比較醫(yī)學(xué)雜志;2015年11期

3 楊芳裕;康江河;王軍;任磊;;明膠-硅氧烷多孔支架材料原位誘導(dǎo)兔顱骨再生的實(shí)驗(yàn)研究[J];醫(yī)學(xué)信息(中旬刊);2010年02期

4 唐倩;陳建洪;黃南楠;梁煥友;;組織工程化骨髓基質(zhì)細(xì)胞與新型多孔支架材料復(fù)合體的體外研究[J];中華口腔醫(yī)學(xué)研究雜志(電子版);2011年04期

5 王芬;李世榮;王佩怡;;聚乳酸多孔支架材料的制備研究[J];化學(xué)與生物工程;2010年11期

6 黃經(jīng)春;李偉迎;徐琴;孫立魁;王瑾曄;;玉米蛋白3-D多孔支架材料仿生礦化的初步研究[J];生物醫(yī)學(xué)工程研究;2014年03期

7 董志紅;李玉寶;張利;左奕;;軟骨修復(fù)用HA／PU多孔支架材料的制備與表征[J];無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào);2007年06期

8 尹浩月;鄧久鵬;馬麗娟;田宜文;;冷凍干燥法制備聚乳酸多孔支架[J];生物醫(yī)學(xué)工程研究;2019年02期

9 陳康;王大平;熊建義;朱偉民;劉建全;雷鳴;許蘊(yùn);張曉麗;劉弼;;TGF-β1誘導(dǎo)分化的兔BMSCs復(fù)合左旋聚乳酸\β-磷酸三鈣多孔支架材料體外研究實(shí)驗(yàn)[J];中國(guó)臨床解剖學(xué)雜志;2012年05期

10 歐陽(yáng)建安;王大平;熊建義;肖德明;劉建全;朱偉民;尤微;張曉麗;許蘊(yùn);黃江鴻;阮建明;;新型鉭鈮多孔支架材料的細(xì)胞生物相容性研究[J];中國(guó)矯形外科雜志;2012年13期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 游秀東;高建平;朱孟府;張西正;;硫酸鈣多孔支架材料的制備及其結(jié)構(gòu)和性能的研究[A];第六屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（5）[C];2007年

2 魏俊超;何盼;劉愛(ài)學(xué);陳學(xué)思;景遐斌;;改性納米羥基磷灰石/聚乳酸多孔支架材料的構(gòu)建及其生物活性[A];2009年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集（下冊(cè)）[C];2009年

3 唐艷娟;陳槐卿;吳巧鳳;肖彬;周大利;;新型磷灰石/硅灰石生物活性玻璃陶瓷多孔支架材料的細(xì)胞相容性研究[A];中國(guó)復(fù)合材料學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2005年

4 丁建東;景殿英;王幀;賴毓霄;余麟;唐鍵;孫建國(guó);楊子剛;劉鵬;張歡;黃靜歡;常廣濤;吳林波;張洪;朱文;張俊川;Stefan GRAETER;;合成高分子組織工程多孔支架材料的研究[A];2005年上海市醫(yī)用生物材料研討會(huì)論文匯編[C];2005年

5 趙明東;張新潮;曹露;蔡國(guó)平;倪妙忠;董健;;FK506表面修飾對(duì)多孔支架材料在兔子體內(nèi)促成骨效能的影響[A];第二十一屆全國(guó)中西醫(yī)結(jié)合骨傷科學(xué)術(shù)研討會(huì)暨骨傷科分會(huì)換屆大會(huì)論文匯編[C];2014年

6 李海燕;常江;;硅灰石/D,L-聚乳酸多孔支架材料的制備與表征[A];中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)第六次會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要匯編[C];2004年

7 文建川;邵正中;;絲蛋白多孔支架的形成機(jī)理研究[A];2009年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集（下冊(cè)）[C];2009年

8 成國(guó)祥;王玲;劉曉非;蔡志江;姚康德;羅永紅;;聚羥基丁酸酯多孔支架材料的制備研究[A];第四屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2001年

9 喬煒;梁隔;紀(jì)立軍;;埃洛石增強(qiáng)明膠多孔支架研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第30屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集-第十分會(huì)：高分子[C];2016年

10 唐艷娟;陳槐卿;吳巧鳳;肖彬;周大利;;新型磷灰石/硅灰石生物活性玻璃陶瓷多孔支架材料的細(xì)胞相容性研究[A];全國(guó)首屆青年復(fù)合材料學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 唐艷娟;成骨誘導(dǎo)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞與AW生物活性玻璃陶瓷多孔支架材料復(fù)合的體內(nèi)外研究[D];四川大學(xué);2006年

2 夏磊磊;體外組織工程支架材料的制備及其對(duì)成骨細(xì)胞增殖的影響[D];湖南大學(xué);2014年

3 吳曉東;生物活性骨組織工程支架的研究及介孔羥基磷灰石的初步探討[D];吉林大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 廖俊威;蜂巢型多孔人工骨支架材料的制備和改性研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2019年

2 田娜娜;聚酰胺1010/羥基磷灰石多孔支架材料的制備與性能研究[D];鄭州大學(xué);2018年

3 田莉;環(huán)氧化合物制備絲素多孔支架材料的結(jié)構(gòu)性能和細(xì)胞相容性研究[D];浙江大學(xué);2006年

4 曹大福;EMPLGA的制備及多孔支架材料的研究[D];湖南科技大學(xué);2014年

5 徐琴;玉米蛋白植入動(dòng)物體內(nèi)的免疫學(xué)分析方法初探、仿生涂層制備以及偶氮苯—膽固醇衍生物在防曬領(lǐng)域的應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2013年

6 溫普;天然多糖大分子多孔材料的制備及性能表征[D];天津大學(xué);2008年

7 王科鋒;聚乳酸/β-磷酸三鈣復(fù)合多孔支架材料成型方法和致孔工藝研究[D];四川大學(xué);2006年

8 霍書(shū)娟;硫酸鈣基骨修復(fù)材料及其支架材料的研究[D];天津大學(xué);2005年

9 王明波;納米羥基磷灰石/聚乙烯醇/明膠復(fù)合材料的研究[D];四川大學(xué);2007年

10 孫士家;HAPw/nmZnO-nmCaO抗菌骨修復(fù)材料的制備及性能研究[D];昆明醫(yī)科大學(xué);2017年

本文編號(hào)：2719763