摻鍶生物玻璃及其與羥基磷灰石復(fù)合材料的制備及溶解性研究
發(fā)布時間:2017-04-09 08:08
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【摘要】:摘要:生物玻璃與羥基磷灰石都因其有很好的生物相容性和生物活性而成為生物材料研究的一大熱點,但生物玻璃溶解速率過快,影響其作為植入體的長期穩(wěn)定性,而羥基磷灰石溶解速率則較慢。此外,人體骨中除了主要的無機成分羥基磷灰石還含有少量的鍶、鎂等元素,而鍶元素能促進成骨細胞增殖,治療骨質(zhì)疏松癥。 本文以58S生物玻璃為基礎(chǔ),采用溶膠-凝膠法制備不同鍶含量改性的生物玻璃(CaO-P2O5-SiO2-SrO),并與沉淀法制備的納米羥基磷灰石制成復(fù)合材料。分別采用x射線衍射和掃描電子顯微鏡對樣品的相成分和形貌進行表征,采用浸泡法分別研究鍶改性生物玻璃和摻鍶生物玻璃/羥基磷灰石復(fù)合材料在三羥甲基氨基甲烷(Tris)和模擬體液(SBF)中的溶解和生物礦化行為。采用MC3T3-E1型小鼠成骨細胞進行細胞培養(yǎng)研究鍶改性生物玻璃表面的細胞粘附行為。 獲得的主要研究結(jié)果如下: (1)用鍶部分取代鈣制成的鍶改性生物玻璃具有可以調(diào)控的溶解速率,鍶的加入可以抑制生物玻璃的溶解,隨鍶含量增加其溶解速率進一步降低。 (2)鍶改性生物玻璃具有良好的生物活性,在模擬體液中,鍶元素參與生物玻璃的生物礦化,并且隨鍶元素含量增加,羥基磷灰石的結(jié)晶性減弱,但人體骨本身為弱結(jié)晶性,這可能加強了其生物活性。 (3)在摻鍶生物玻璃細胞相容性實驗中,5wt%SrO含量的生物玻璃表面吸附的細胞密度更大,細胞偽足多,形態(tài)更好,覆蓋面積更大,能緊密的吸附在材料表面,說明5wt%SrO含量的生物玻璃具有更好的生物活性和細胞親和性。 (4)不同比例的摻鍶生物玻璃/羥基磷灰石復(fù)合材料在SBF模擬體液中都表現(xiàn)出良好的誘導(dǎo)形成羥基磷灰石的能力,其生物礦化能力隨復(fù)合材料中摻鍶生物玻璃的含量增加而增強。 (5)摻鍶生物玻璃/羥基磷灰石復(fù)合材料的溶解行為和生物礦化結(jié)果表明,通過調(diào)控摻鍶生物玻璃在摻鍶生物玻璃/羥基磷灰石復(fù)合材料的含量,可以調(diào)控復(fù)合材料的溶解速率即各離子的溶出速率,進而有效調(diào)控其降解速率。 共有圖24幅,表10個,參考文獻71篇。
【關(guān)鍵詞】:溶膠-凝膠法 生物玻璃 羥基磷灰石 鍶 溶解性 復(fù)合材料 成骨細胞
【學位授予單位】:中南大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2014
【分類號】:R318.08
【目錄】:
- 摘要4-6
- Abstract6-10
- 1 緒論10-22
- 1.1 生物材料發(fā)展概況10-11
- 1.1.1 生物材料概述10-11
- 1.2 生物醫(yī)用材料的分類11-14
- 1.2.1 醫(yī)用金屬材料11-12
- 1.2.2 生物醫(yī)用高分子材料12-13
- 1.2.3 生物陶瓷材料13
- 1.2.4 生物醫(yī)用復(fù)合材料13-14
- 1.3 生物玻璃14-16
- 1.3.1 硅酸鹽生物玻璃材料14-15
- 1.3.2 硼酸鹽生物玻璃材料15
- 1.3.3 生物玻璃的制備方法15
- 1.3.4 生物玻璃材料的生物活性15-16
- 1.4 羥基磷灰石16-19
- 1.4.1 羥基磷灰石簡介16-17
- 1.4.2 羥基磷灰石的制備方法17-19
- 1.5 生物材料的體外評價方法19
- 1.6 選題的主要意義和目的19-21
- 1.7 研究內(nèi)容21-22
- 2 材料的制備及表征22-31
- 2.1 實驗原料及設(shè)備22-24
- 2.2 樣品的制備24-26
- 2.2.1 摻鍶生物玻璃的制備24-25
- 2.2.2 摻鍶生物玻璃/羥基磷灰石復(fù)合材料的制備25-26
- 2.3 樣品的檢測與表征26-31
- 2.3.1 樣品的物相分析26-27
- 2.3.2 樣品差熱掃描分析和熱重分析27
- 2.3.3 樣品表面形貌及元素分析27
- 2.3.4 體外浸泡實驗27-29
- 2.3.5 摻鍶生物玻璃的細胞學評價29-31
- 3 摻鍶生物玻璃的性能表征31-44
- 3.1 引言31
- 3.2 DSC熱重曲線31-32
- 3.3 XRD物相分析32-33
- 3.4 含鍶生物玻璃的溶解行為和生物礦化33-41
- 3.4.1 Tris溶液浸泡33-37
- 3.4.2 SBF模擬體液中的生物礦化37-41
- 3.5 細胞培養(yǎng)實驗41-43
- 3.6 本章小結(jié)43-44
- 4 摻鍶生物玻璃與羥基磷灰石復(fù)合材料的性能表征44-58
- 4.1 引言44
- 4.2 XRD物相分析44-45
- 4.3 復(fù)合材料表面形貌45-46
- 4.4 復(fù)合材料的溶解行為及生物礦化46-57
- 4.4.1 Tris溶液浸泡46-52
- 4.4.2 SBF模擬體液中的生物礦化52-57
- 4.5 本章小結(jié)57-58
- 5. 本文主要發(fā)現(xiàn)與結(jié)論58-60
- 參考文獻60-65
- 攻讀學位期間主要的研究成果65-66
- 致謝66
【參考文獻】
中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條
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本文編號:294807
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