為改善組織工程骨支架機(jī)械性能、表面孔隙形貌及內(nèi)部微觀顆粒結(jié)構(gòu),利用自行研制機(jī)械式擠出3D打印裝置制備PVA/SF/HA復(fù)合材料組織工程骨支架,通過超聲波處理以達(dá)到對(duì)組織工程骨支架的改性。探究在頻率40kHz,功率為70W,處理時(shí)長為90s、280s、480s的三種不同情況下,通過進(jìn)行SEM、XRD、FT-IR和力學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)試來表征樣品。結(jié)果表明:經(jīng)超聲波處理過的支架,其抗壓縮和抗剪切性能均有較為明顯的提高,表面孔隙形貌和微觀顆粒結(jié)構(gòu)也都有顯著改善,并且隨超聲波處理時(shí)間的增加,力學(xué)性能和表面形貌的改善越明顯。 

【文章來源】：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2020,(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

組織工程骨支架

支架表面是細(xì)胞與植入支架首先進(jìn)行接觸的部位，故其對(duì)于細(xì)胞對(duì)植入支架的反應(yīng)效果有重要影響，因此對(duì)骨組織工程支架進(jìn)行表面改性處理，改善表面結(jié)構(gòu)形貌可以提高支架在生物體內(nèi)的結(jié)合程度[5]。研究認(rèn)為，表面微結(jié)構(gòu)、孔隙及表面粗糙度等對(duì)細(xì)胞在支架上的粘附、增殖以及分化均有重要的意義，對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的吸附也有重要的影響。因此，在支架表面構(gòu)造成表面粗糙的多孔隙結(jié)構(gòu)具有重要意義。試驗(yàn)樣品的低倍SEM圖，如圖2所示。由圖可知，對(duì)照組的PVA/SF/HA復(fù)合材料組織工程骨支架表面光滑，粗糙度低基本沒有微米孔隙，這不利于細(xì)胞和營養(yǎng)物質(zhì)的附著，通過超聲波處理的支架，其表面發(fā)生明顯變化，表面變得粗糙，并且表面存在較多微米級(jí)孔隙，并且隨著超聲波處理時(shí)間的增加，表面孔隙明顯增加，這有助于支架表面吸附營養(yǎng)物質(zhì)和細(xì)胞的附著與生長，有利于提高PVA/SF/HA復(fù)合材料組織工程骨支架在體內(nèi)的整合。3.2 FT-IR分析

PVA/SF/HA復(fù)合材料粒子的SEM圖，如圖5所示。顆粒形貌不僅僅影響復(fù)合材料的力學(xué)性能，而且影響復(fù)合材料的生物降解性能，如棒狀結(jié)構(gòu)的納米粒子更易于被細(xì)胞吞噬[9]，由圖可知，未經(jīng)超聲波加工處理的粒子形貌為絮狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能差，經(jīng)超聲波加工處理的粒子形貌為棒狀，這有助于提高其力學(xué)強(qiáng)度[10]。通過圖還可看出，隨超聲波處理時(shí)間增加，棒狀顆粒數(shù)量越多。3.5 壓縮性能實(shí)驗(yàn)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]骨組織工程支架材料及其表面修飾的研究進(jìn)展[J]. 馮婧,公柏娟,李志民,宋子琦,鞠昊,孫宏晨.  醫(yī)學(xué)綜述. 2017(12)
[2]絲素蛋白-聚乙烯醇復(fù)合凝膠對(duì)骨組織工程支架性能的影響[J]. 高欣欣,許燕,周建平,張旭婧,胡國玉.  燕山大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[3]小孔去毛刺的超聲波加工可行性的研究[J]. 甘露華,丁艷紅.  中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2015(05)
[4]納米羥基磷灰石/聚氨酯支架材料體外的生物活性和降解性[J]. 董志紅,李玉寶,王學(xué)江.  硅酸鹽學(xué)報(bào). 2008(11)
[5]FTIR用于變性蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展[J]. 盧雁,張瑋瑋,王公軻.  光譜學(xué)與光譜分析. 2008(01)
[6]納米羥基磷灰石形貌對(duì)復(fù)合材料力學(xué)強(qiáng)度的影響[J]. 高衛(wèi)民,阮承祥,陳運(yùn)法.  材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2006(05)

博士論文
[1]利用高場(chǎng)強(qiáng)超聲波增強(qiáng)大豆蛋白凝膠性及凝膠緩釋效果[D]. 胡昊.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[2]具有二級(jí)三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的殼聚糖/羥基磷灰石骨組織工程復(fù)合支架材料的構(gòu)建及其生物性能研究[D]. 王冠聰.山東大學(xué) 2012

碩士論文
[1]家蠶絲素蛋白自組裝行為及其在藥物緩釋方面的研究[D]. 王群.蘇州大學(xué) 2015
[2]羥基磷灰石—硅灰石/絲素蛋白復(fù)合材料的制備及表征[D]. 趙松.蘇州大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3594090