表面改性納米硫酸鋇原位可控合成及其在骨水泥中的應(yīng)用
本文關(guān)鍵詞:表面改性納米硫酸鋇原位可控合成及其在骨水泥中的應(yīng)用,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:骨水泥在骨科植入與固定方面起著重要的作用;诒┧針渲墓撬嘣谂R床上得到了非常廣泛的應(yīng)用,是最重要的一種骨水泥。其中,顯影劑是骨水泥不可或缺的組成部分,用作于顯示、跟蹤人工關(guān)節(jié)周邊組織生長情況。但是,顯影劑的引入會對骨水泥造成一系列不良影響,降低骨水泥的力學(xué)性能,,縮短植入物使用壽命。因此,研究一種新型骨水泥顯影劑材料,在保持顯影效果的同時盡可能降低顯影劑對骨水泥的不良影響,具有重要的研究價值和實際意義。本論文提出采用新型雙官能團分子作為表面修飾劑、調(diào)控納米硫酸鋇形貌和表面性質(zhì);結(jié)合過硫酸鉀熱分解原位生成硫酸根離子過程,實現(xiàn)納米硫酸鋇的原位可控合成。為開發(fā)具有優(yōu)良顯影性能、力學(xué)性能和生物相容性的新型骨水泥材料奠定良好的科學(xué)基礎(chǔ)。本論文主要包括以下三個方面: (1)采用“一鍋法”將過硫酸鉀熱分解原位生成硫酸根離子的過程和雙官能團表面修飾劑調(diào)控硫酸鋇納米粒子成核生長的過程進行耦合,協(xié)同調(diào)控硫酸鋇納米粒子形貌和表面性質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn),通過逐漸增加修飾劑2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氫氧化銨(MSAH)的用量,硫酸鋇納米粒子大小均勻,尺寸先逐漸減小,然后逐漸增加;在此基礎(chǔ)上,對硫酸鋇納米粒子的生長過程以及形貌調(diào)控機理進行了研究。 (2)通過引進過硫酸鉀預(yù)分解過程將硫酸根離子原位生成過程和雙官能團表面修飾劑調(diào)控硫酸鋇納米粒子成核生長過程去耦合(兩步法),研究過硫酸鉀預(yù)分解時間、修飾劑種類和濃度對表面改性納米硫酸鋇的形貌和表面性質(zhì)的綜合調(diào)控作用和機理。研究發(fā)現(xiàn),通過調(diào)控過硫酸鉀預(yù)分解時間,以及修飾劑的種類和用量,可以將納米硫酸鋇尺寸降低到10nm 50nm。 (3)采用表面改性納米硫酸鋇作為顯影劑制備骨水泥,研究硫酸鋇納米粒子用量、形貌和表面性質(zhì)對骨水泥力學(xué)性能、顯影性能和細胞相容性的影響。在骨水泥中添加“一鍋法”制得的納米硫酸鋇提高了骨水泥力學(xué)性能。用“兩步法”納米硫酸鋇為顯影劑合成骨水泥,添加不同類型和不同含量的表面改性納米硫酸鋇。研究發(fā)現(xiàn)骨水泥的彎曲模量和壓縮強度得到了提高,顯影性能也有比較好的改善;骨水泥細胞相容性沒有明顯下降甚至在某種程度上有所提高。
【關(guān)鍵詞】:丙烯酸樹脂骨水泥 納米硫酸鋇顯影劑 原位合成 雙官能團表面修飾劑
【學(xué)位授予單位】:寧波大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:R318.08;TQ132.35
【目錄】:
- 摘要4-6
- Abstract6-8
- 目錄8-11
- 引言11-22
- 1.1 骨水泥的種類12-14
- 1.1.1 丙烯酸樹脂骨水泥12-13
- 1.1.2 磷酸鈣骨水泥13
- 1.1.3 玻璃基生物活性骨水泥13-14
- 1.2 丙烯酸樹脂骨水泥的發(fā)展歷史、優(yōu)缺點與研究現(xiàn)狀14-16
- 1.2.1 丙烯酸樹脂骨水泥的發(fā)展歷史14-15
- 1.2.2 丙烯酸樹脂骨水泥的優(yōu)缺點15-16
- 1.3 顯影劑的簡介與研究現(xiàn)狀16-18
- 1.3.1 顯影劑的簡介16
- 1.3.2 顯影劑對骨水泥性能的影響16-17
- 1.3.3 骨水泥顯影劑的研究現(xiàn)狀17-18
- 1.4 納米硫酸鋇(顯影劑)簡介與合成方法18-20
- 1.4.1 納米硫酸鋇(顯影劑)簡介18-19
- 1.4.2 納米硫酸鋇的合成方法19-20
- 1.4.3 納米硫酸鋇的局限性20
- 1.5 選題目的與意義及主要內(nèi)容20-22
- 1.5.1 選題目的與意義20-21
- 1.5.2 課題的主要內(nèi)容21-22
- 2 表面改性納米硫酸鋇的“一鍋法“原位可控合成及其表征22-34
- 2.1 表面改性納米硫酸鋇的“一鍋法“原位可控合成22-24
- 2.1.1 實驗原料22-23
- 2.1.2 實驗儀器23
- 2.1.3 實驗步驟23-24
- 2.2 “一鍋法“表面改性納米硫酸鋇表征24
- 2.2.1 “一鍋法“納米硫酸鋇形貌表征24
- 2.2.2 “一鍋法“納米硫酸鋇生長過程表征24
- 2.2.3 “一鍋法“納米硫酸鋇物相及表面性質(zhì)表征24
- 2.3 結(jié)果與討論24-33
- 2.3.1 “一鍋法“制備表面改性納米硫酸鋇的實驗過程及原理分析24-25
- 2.3.2 “一鍋法”納米硫酸鋇的形貌及其粒徑分析25-28
- 2.3.3 “一鍋法”納米硫酸鋇形成過程分析28-30
- 2.3.4 “一鍋法”納米硫酸鋇的物相及表面性質(zhì)分析30-33
- 2.4 本章小結(jié)33-34
- 3 表面改性納米硫酸鋇“兩步法”原位可控合成及其表征34-51
- 3.1 表面改性納米硫酸鋇“兩步法”原位可控合成34-36
- 3.1.1 主要實驗原料及儀器34-35
- 3.1.2 實驗步驟35-36
- 3.2 “兩步法”表面改性納米硫酸鋇的表征36
- 3.2.1 “兩步法”表面改性納米硫酸鋇形貌的表征36
- 3.2.2 “兩步法”表面改性納米硫酸鋇物相和表面性質(zhì)的表征36
- 3.3 結(jié)果與討論36-50
- 3.3.1 “兩步法“制備表面改性納米硫酸鋇的實驗過程及原理分析36-37
- 3.3.2 “兩步法”表面改性納米硫酸鋇的形貌分析37-47
- 3.3.3 “兩步法”表面改性納米硫酸鋇的物相和表面性質(zhì)分析47-49
- 3.3.4 “兩步法”表面改性納米硫酸鋇表面修飾劑含量分析49-50
- 3.4 本章小結(jié)50-51
- 4 含表面改性納米硫酸鋇的骨水泥制備及其性能研究51-69
- 4.1 含“一鍋法”表面改性納米硫酸鋇的骨水泥制備51-55
- 4.1.1 實驗原料及儀器52-53
- 4.1.2 實驗步驟53-55
- 4.2 含“一鍋法”表面改性納米硫酸鋇的骨水泥力學(xué)性能研究55-56
- 4.3 結(jié)果與討論56-58
- 4.4 含“兩步法”表面改性納米硫酸鋇的骨水泥的制備58-59
- 4.4.1 實驗原料及儀器58-59
- 4.4.2 實驗步驟59
- 4.5 含“兩步法”表面改性納米硫酸鋇的骨水泥性能研究59-61
- 4.5.1 骨水泥力學(xué)性能的研究59-60
- 4.5.2 骨水泥顯影性的研究60
- 4.5.3 骨水泥生物相容性的研究60-61
- 4.6 結(jié)果與討論61-67
- 4.6.1 骨水泥力學(xué)性能分析61-64
- 4.6.2 骨水泥顯影性能分析64-65
- 4.6.3 骨水泥細胞相容性分析65-67
- 4.7 本章小結(jié)67-69
- 5 總結(jié)69-72
- 參考文獻72-73
- 在學(xué)研究成果73-74
- 致謝74
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