調控鈣含量及復合摻鋅硅酸鈣和多巴胺改性PLGA微球改進磷酸鈣骨水泥的基礎性能、成骨性能和可降解性的研究
發(fā)布時間:2022-01-16 16:27
磷酸鈣骨水泥(CPC)具有可注射、可塑形、原位等溫自固化等特性,以及良好的生物相容性和骨傳導性,在骨修復材料領域得到廣泛的應用。但CPC也存在力學強度不高、降解速度較慢以及缺乏骨誘導性等方面的局限性,限制了其進一步發(fā)展。本研究通過調控鈣含量、復合摻鋅硅酸鈣引入硅/鋅雙功能性離子、復合改性聚乳酸-羥基乙酸(PLGA)微球的方式對CPC進行改性,以解決CPC性能不足的問題。本研究以課題組過去研發(fā)的部分結晶磷酸鈣-磷酸氫鈣(PCCP-DCPA)體系CPC骨修復材料為研究對象。本研究通過改變PCCP的鈣含量,研究鈣含量對CPC性能的影響,首先優(yōu)化其基礎性能。研究表明,相對于初始CPC的鈣含量,將鈣含量提高2%和5%可降低CPC固化體的孔隙率,而結晶度和抗壓強度均有所提高,但當鈣含量提高達到10%則對CPC性能產生負面的影響。體外細胞實驗表明,鈣含量提高2%和5%對小鼠骨髓間充質干細胞(m BMSCs)的黏附、活性和成骨相關基因表達起到一定的促進作用,其中提高5%的效果最佳。鑒于CPC本身缺乏骨誘導性,本研究采用化學沉淀法制備摻雜量可調控的鋅摻雜硅酸鈣(Zn-CS)粉體,與CPC復合(Zn-CS...
【文章來源】:華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:95 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
骨組織的結構圖[7]
第一章緒論910%Sr-CPC可以明顯促進干細胞的增殖和分化,以及新骨的形成和生長。復合生物活性離子可以顯著提高CPC的骨誘導性,但存在易引入雜質離子、功能性離子之間相互影響、改變骨水泥基體材料物相等問題,影響了活性離子對CPC的促進效果。圖1-2無機活性離子在骨修復進程中的靶向作用[50]Figure1-2Targetingeffectofinorganicbioactiveionsintheprocessofbonerepair[50]1.4.3促降解研究進展CPC經過水化反應生成弱結晶的HA晶體,而且孔隙率較大,因此具有一定的降解性,植入體內后,在降解的同時可以釋放Ca2+離子和PO43-離子等引導新骨的長入。但由于缺乏大孔、離子釋放慢等原因,傳統(tǒng)的CPC降解速度較慢,植入體內后通常在一年以上的時間才能完全降解,嚴重影響了新骨的長入和替代,從而延長骨修復時間,增加風險[52],限制了其臨床應用。CPC在植入體內后的降解主要包括三種方式。首先,CPC植入體內后,材料和組織會由于體肢運動產生摩擦和擠壓,從而造成磨損或斷裂,這些過程會加快材料的分解,
華南理工大學碩士學位論文20圖2-1不同鈣含量PCCP的XRD譜圖Figure2-1XRDpatternsofPCCPwithdifferentCalciumcontent2.3.2不同鈣含量磷酸鈣骨水泥的理化性能不同鈣含量磷酸鈣骨水泥水化3天后的物相如圖2-2所示,從圖中可以發(fā)現,102%Ca-CPC和105%Ca-CPC的結晶度稍高于CPC,但110%Ca-CPC的結晶度又稍有降低。此外,各組骨水泥的主要物相都是HA,但傳統(tǒng)CPC中存在少量CaHPO4物相,而且隨著Ca含量的增加,CaHPO4的物相逐漸減少,但當Ca含量增加10%時,CaHPO4物相又顯著增加,其中Ca含量增加5%時,CaHPO4物相的含量最少,同時HA的結晶度最高。因此,適量增加Ca含量可以促進CPC的水化,提高結晶度,但增加過度的Ca含量會阻礙CPC的水化進程,不利于HA的結晶。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Fabrication of hollow porous PLGA microspheres for controlled protein release and promotion of cell compatibility[J]. Guo-Hua Zhang,Rui-Xia Hou,Dan-Xia Zhan,Yang Cong,Ya-Jun Cheng,Jun Fu. Chinese Chemical Letters. 2013(08)
[2]多巴胺的自聚-附著行為與膜表面功能化[J]. 徐又一,蔣金泓,朱利平,朱寶庫. 膜科學與技術. 2011(03)
本文編號:3593030
【文章來源】:華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:95 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
骨組織的結構圖[7]
第一章緒論910%Sr-CPC可以明顯促進干細胞的增殖和分化,以及新骨的形成和生長。復合生物活性離子可以顯著提高CPC的骨誘導性,但存在易引入雜質離子、功能性離子之間相互影響、改變骨水泥基體材料物相等問題,影響了活性離子對CPC的促進效果。圖1-2無機活性離子在骨修復進程中的靶向作用[50]Figure1-2Targetingeffectofinorganicbioactiveionsintheprocessofbonerepair[50]1.4.3促降解研究進展CPC經過水化反應生成弱結晶的HA晶體,而且孔隙率較大,因此具有一定的降解性,植入體內后,在降解的同時可以釋放Ca2+離子和PO43-離子等引導新骨的長入。但由于缺乏大孔、離子釋放慢等原因,傳統(tǒng)的CPC降解速度較慢,植入體內后通常在一年以上的時間才能完全降解,嚴重影響了新骨的長入和替代,從而延長骨修復時間,增加風險[52],限制了其臨床應用。CPC在植入體內后的降解主要包括三種方式。首先,CPC植入體內后,材料和組織會由于體肢運動產生摩擦和擠壓,從而造成磨損或斷裂,這些過程會加快材料的分解,
華南理工大學碩士學位論文20圖2-1不同鈣含量PCCP的XRD譜圖Figure2-1XRDpatternsofPCCPwithdifferentCalciumcontent2.3.2不同鈣含量磷酸鈣骨水泥的理化性能不同鈣含量磷酸鈣骨水泥水化3天后的物相如圖2-2所示,從圖中可以發(fā)現,102%Ca-CPC和105%Ca-CPC的結晶度稍高于CPC,但110%Ca-CPC的結晶度又稍有降低。此外,各組骨水泥的主要物相都是HA,但傳統(tǒng)CPC中存在少量CaHPO4物相,而且隨著Ca含量的增加,CaHPO4的物相逐漸減少,但當Ca含量增加10%時,CaHPO4物相又顯著增加,其中Ca含量增加5%時,CaHPO4物相的含量最少,同時HA的結晶度最高。因此,適量增加Ca含量可以促進CPC的水化,提高結晶度,但增加過度的Ca含量會阻礙CPC的水化進程,不利于HA的結晶。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Fabrication of hollow porous PLGA microspheres for controlled protein release and promotion of cell compatibility[J]. Guo-Hua Zhang,Rui-Xia Hou,Dan-Xia Zhan,Yang Cong,Ya-Jun Cheng,Jun Fu. Chinese Chemical Letters. 2013(08)
[2]多巴胺的自聚-附著行為與膜表面功能化[J]. 徐又一,蔣金泓,朱利平,朱寶庫. 膜科學與技術. 2011(03)
本文編號:3593030
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