發(fā)布時間：2017-07-20 20:10

  本文關鍵詞：蜂窩多孔鈣磷鹽骨支架的制備及其性能研究

  更多相關文章： 擠出 蜂窩 HAP/CaHPO_4晶須 BCP/SiO_2骨支架 β-TCP/β-Ca_2P_2O_7/SiO_2骨支架

【摘要】：本論文基于擠出成型法在制備蜂窩多孔陶瓷方面具有可連續(xù)成型、生產效率高,孔徑可調、孔徑均勻、開孔率高等這一系列特點,對實驗室合成的HAP/CaHPO4晶須擠壓成型,聯(lián)合PMMA微球在蜂窩孔壁造孔,制備出蜂窩多孔骨支架材料。KGM水溶膠是假塑性流體,具有流變性,所以HAP/CaHPO4晶須中加入KGM水溶膠制備的泥料具有較好的可塑性,從而為材料的擠出成型創(chuàng)造了可能；激光器切割有機玻璃板制備出了合適的擠出成型模芯,采用該模芯能夠一次性擠出孔徑小于600μm的蜂窩多孔材料,避免了后續(xù)灌漿調節(jié)孔道尺寸的麻煩；生物陶瓷高溫燒結過程中,晶粒長大異常,結構密實等導致材料生物活性和生物降解性下降,降低熱處理溫度可以改善材料的生物學性能。本論文將HAP/CaHPO4的可塑性泥料擠出成型,蜂窩多孔生坯經(jīng)550℃熱處理2h,浸漬硅溶膠0.5小時,制備出了BCP/SiO2蜂窩支架材料。對支架材料進行材料學和生物學表征,結果表明：材料孔隙率為69.04%,蜂窩孔徑為400～600μm,抗壓強度為1.17MPa,支架材料浸提液濃度在0.12g/ml下的細胞增值度大于100%,對細胞的生長有增殖作用。為了進一步提高支架材料的孔隙率,采用PMMA微球對孔壁進行造孔。將中位粒徑D50約180μm的PMMA微球(添加質量分數(shù)為30%)添加到HAP/CaHPO4晶須的可塑性泥料中,擠出成型獲得支架生坯,生坯經(jīng)過800℃熱處理2h,浸漬硅溶膠0.5小時,制備出了β-TCP/β-Ca2P207/SiO2蜂窩支架材料。對支架材料進行材料學和生物學的表征,結果表明：材料孔隙率約80%,蜂窩孔徑為350～550μm,側壁PMMA微球成孔為180-220μm和KGM分解成孔約2μm,材料的抗壓強度為0.66Mpa,支架材料浸提液濃度在0.2g/ml以下的細胞毒性試驗合格,小于0.1g/ml的細胞增殖度均大于100%,對細胞的生長有增殖作用。
【關鍵詞】：擠出 蜂窩 HAP/CaHPO_4晶須 BCP/SiO_2骨支架 β-TCP/β-Ca_2P_2O_7/SiO_2骨支架
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R318.08
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-34
• 1.1 骨組織工程學簡介10-12
• 1.1.1 骨組織工程支架11-12
• 1.1.2 種子細胞12
• 1.1.3 生長因子12
• 1.2 骨支架材料的分類12-17
• 1.2.1 天然生物衍生材料13-15
• 1.2.2 人工合成材料15-17
• 1.3 羥基磷灰石簡介17-19
• 1.3.1 羥基磷灰石的結構與性能17-19
• 1.4 磷酸三鈣簡介19-21
• 1.5 魔芋葡甘聚糖簡介21-22
• 1.6 硅溶膠簡介22-26
• 1.6.1 硅對羥基磷灰石生物學性能的影響22-24
• 1.6.2 硅對羥基磷灰石熱穩(wěn)定性的影響24-26
• 1.7 生物多孔材料的制備方法簡介26-27
• 1.7.1 生物多孔材料制備方法26-27
• 1.8 擠出成型制備蜂窩陶瓷材料27-32
• 1.8.1 擠出成型模芯尺寸設計28-29
• 1.8.2 影響擠出成型泥料塑性的因素29-30
• 1.8.3 擠出成型工藝流程30-31
• 1.8.4 蜂窩多孔陶瓷的運用31-32
• 1.9 本課題研究的目的和主要內容32-34
• 第二章 擠出法制備蜂窩狀多孔BCP骨修復材料34-52
• 2.1 引言34-35
• 2.2 實驗所用的原料35
• 2.3 實驗所用的儀器和設備35
• 2.4 實驗方案和技術路線35-38
• 2.4.1 擠出成型模芯的制作35-36
• 2.4.2 可塑性泥團的制備36
• 2.4.3 蜂窩多孔材料的制備36-38
• 2.5 檢測與表征38-40
• 2.5.1 可塑性泥料的粘度測定38
• 2.5.2 X射線衍射(XRD)分析38
• 2.5.3 抗壓強度和孔隙率分析38-39
• 2.5.4 掃描電子顯微鏡(SEM)分析39
• 2.5.5 熱重-差熱(TG-DSC)分析39
• 2.5.6 體外生物降解性能試驗39-40
• 2.5.7 細胞毒性試驗40
• 2.6 檢測與結果討論40-52
• 2.6.1 可塑性泥料的粘度分析40-41
• 2.6.2 熱處理溫度對支架孔隙率和抗壓強度的影響41-42
• 2.6.3 蜂窩支架材料的熱重分析與升溫程序設定42-43
• 2.6.4 蜂窩支架材料的XRD分析43-45
• 2.6.5 模具尺寸對孔隙率和抗壓強度影響45-49
• 2.6.6 蜂窩支架材料形貌分析49-50
• 2.6.7 蜂窩支架材料的體外降解性能分析50
• 2.6.8 蜂窩支架材料的細胞毒性試驗分析50-52
• 第三章 擠出制備蜂窩多孔材料與孔壁造孔52-68
• 3.1 引言52-53
• 3.2 實驗所用的原料53
• 3.3 實驗所用的儀器和設備53-54
• 3.4 實驗方案和技術路線54-56
• 3.5 檢測與表征56-57
• 3.5.1 PMMA微球粒度分析56
• 3.5.2 生坯支架材料的熱重分析56
• 3.5.3 熱處理后支架樣品的XRD分析56
• 3.5.4 熱處理后支架樣品的FTIR分析56-57
• 3.5.5 熱處理后支架樣品的抗壓強度和孔隙率分析57
• 3.5.6 熱處理后支架樣品SEM分析57
• 3.5.7 熱處理后支架樣品降解性能分析57
• 3.5.8 熱處理后支架樣品的細胞毒性試驗57
• 3.6 樣品的檢測與結果討論57-68
• 3.6.1 PMMA微球的宏觀形貌和粒度分析57-59
• 3.6.2 生坯支架材料的DSC-TG分析與升溫程序設定59-60
• 3.6.3 蜂窩支架材料的XRD分析60-61
• 3.6.4 蜂窩支架材料的FTIR分析61-62
• 3.6.5 造孔劑含量對支架材料的孔隙率和抗壓強度的影響62-64
• 3.6.6 蜂窩支架材料的SEM分析64-65
• 3.6.7 材料降解試驗65-66
• 3.6.8 細胞毒性試驗66-68
• 第四章 結論與展望68-70
• 4.1 結論68
• 4.2 問題及展望68-70
• 致謝70-72
• 參考文獻72-80
• 附錄 A 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文80

【參考文獻】

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本文編號：569768