本文關(guān)鍵詞：多孔顆粒堆積磷灰石支架的構(gòu)建及載藥性能的研究

  更多相關(guān)文章： 羥基磷灰石球粒 多孔結(jié)構(gòu) 表面結(jié)構(gòu) 生物活性 載藥能力

【摘要】：隨著社會老齡化和各種創(chuàng)傷的增加,生物材料尤其是對骨修復(fù)材料的需求日益增長。對于較大尺寸的骨缺損病例,骨缺損不能自體愈合,很大程度上依靠骨移植體進(jìn)行修復(fù)。羥基磷灰石(hydro xyapatite,HA或Hap,分子式為[Ca10(PO4)6(OH)2])骨無機(jī)相的主要成分,約占干骨組織的45%,用作骨移植材料時,具有良好的生物相容性和骨傳導(dǎo)性,用作骨組織時,具有極好的化學(xué)和生物親合性。因此可以廣泛應(yīng)用于生物硬組織的修復(fù)、替換及增進(jìn)其功能的材料。生物骨組織的多孔結(jié)構(gòu)能夠保持血液流通,保證骨組織正常代謝,同時還可以適應(yīng)一定范圍的應(yīng)力變化；因此,HA陶瓷由致密趨向多孔化發(fā)展,具有重要的仿生意義。骨支架材料中,支架的表面結(jié)構(gòu)、孔結(jié)構(gòu)、孔徑大小和孔隙率等均對其生物功能化有影響。而球粒堆積法制備的支架具有以下特點：貫通性好,孔隙率高,宏觀孔結(jié)構(gòu)均勻等。作為堆積支架的單個HA球粒,它又可進(jìn)行載藥、載生長因子等,以此提高堆積支架的生物活性。為進(jìn)一步考察支架微結(jié)構(gòu)對支架異位骨誘導(dǎo)的影響,我們設(shè)計制備了具有豐富微觀孔隙結(jié)構(gòu)的陶瓷球粒,并堆積球粒成支架,系統(tǒng)研究微結(jié)構(gòu)對支架生物功能的影響探究任意控制堆積支架外觀形態(tài)的技術(shù)手段,同時利用支架豐富的微觀孔隙結(jié)構(gòu)作為藥物載體搭載可促進(jìn)骨組織再生藥物,提高骨組織修復(fù)能力。本研究中,首先研究溶膠-凝膠法制備羥基磷灰石(HA)球粒,并采用造孔劑法使其擁有豐富的微觀孔隙結(jié)構(gòu)與復(fù)雜的表面形貌；隨后將其堆積成支架,研究了該種堆積支架的制備工藝對其各方面性能的影響；同時,對球粒堆積制備支架的進(jìn)一步應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究；隨后,通過體外細(xì)胞實驗、仿生礦化實驗,考察了支架微結(jié)構(gòu)對其生物功能化的影響,載藥釋放實驗也取得了較為滿意的結(jié)果。本研究的主要結(jié)論如下：1、采用溶膠凝膠法可以成功制備出形態(tài)穩(wěn)定的球粒狀羥基磷灰石陶瓷顆粒,并采用兩種造孔劑相結(jié)合的方式構(gòu)建出具有豐富微觀結(jié)構(gòu)的球粒,SEM結(jié)果顯示,球粒內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)豐富,球粒擁有較高的孔隙率。2、采用黏結(jié)的方式將陶瓷球粒組裝成球粒堆積支架,支架具有高的力學(xué)性能；采用高孔隙率的球粒組裝得到的堆積支架孔隙率也較高。球粒堆積形式支架形態(tài)靈活,采用模仿自然骨外密內(nèi)疏的結(jié)構(gòu),用堆積支架包裹造孔支架制得復(fù)合結(jié)構(gòu)支架進(jìn)一步提高了支架的孔隙率,同時保持較高的力學(xué)性能。3、通過體外細(xì)胞實驗和仿生礦化實驗考察了多孔結(jié)構(gòu)對于支架生物活性的影響。結(jié)果顯示,相比于少孔結(jié)構(gòu)HA球粒支架,多孔結(jié)構(gòu)的HA球粒支架具有更好的生物活性,其豐富的孔隙和皺褶有利于成骨細(xì)胞的黏附、鋪展和增殖活性,同時提供了良好的三維生長環(huán)境,也有利于早期鈣磷鹽的沉積。4、通過浸泡對堆積支架進(jìn)行吸附載藥。結(jié)果發(fā)現(xiàn),多孔結(jié)構(gòu)的HA球粒支架擁有更好的載藥能力；采用1%以上濃度的殼聚糖對載藥支架進(jìn)行涂敷包裹,可以獲得藥物緩釋的效果。5、綜上所述,本文設(shè)計制備得到的豐富微觀、宏觀孔隙結(jié)構(gòu)的球粒堆積支架,具有優(yōu)良的力學(xué)性能、生物學(xué)性能及載藥控釋性能。這一支架為大截段骨缺損修復(fù)體來源提供了新途徑,具有良好的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：羥基磷灰石球粒 多孔結(jié)構(gòu) 表面結(jié)構(gòu) 生物活性 載藥能力
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R318.08
【目錄】：

• 摘要7-9
• Abstract9-14
• 第1章 緒論14-25
• 1.1 引言14-15
• 1.2 骨組織工程支架15-18
• 1.2.1 骨組織工程支架的性能要求15-16
• 1.2.2 骨組織工程支架的常用材料16-18
• 1.3 多孔羥基磷灰石骨組織工程支架的構(gòu)建18-21
• 1.3.1 造孔劑法19
• 1.3.2 模板法19-20
• 1.3.3 發(fā)泡法20
• 1.3.4 冷凍干燥法20
• 1.3.5 堆積法20-21
• 1.4 多孔羥基磷灰石在載藥方面的進(jìn)展21-23
• 1.5 本論文的選題意義和研究內(nèi)容23-25
• 1.5.1 本論文的選題意義23-24
• 1.5.2 本論文的研究內(nèi)容24-25
• 第2章 具有豐富微觀孔隙結(jié)構(gòu)羥基磷灰石球粒的制備25-35
• 2.1 引言25
• 2.2 實驗試劑及儀器25-27
• 2.3 多孔羥基磷灰石球粒的制備27-28
• 2.3.1 球粒制備原理27
• 2.3.2 實驗步驟27-28
• 2.4 造孔劑法改善多孔羥基磷灰石球粒微結(jié)構(gòu)28-29
• 2.5 多孔羥基磷灰石球粒的微結(jié)構(gòu)控制分析29-34
• 2.5.1 可控微結(jié)構(gòu)球粒的表征29
• 2.5.2 結(jié)果與分析29-34
• 2.6 本章小結(jié)34-35
• 第3章 形態(tài)可控球粒堆積支架的制備與表征35-47
• 3.1 引言35
• 3.2 實驗試劑及儀器35-36
• 3.3 新型球粒堆積支架的制備36-37
• 3.4 堆積支架的性能控制分析37-41
• 3.4.1 堆積支架的表征37-38
• 3.4.2 結(jié)果與分析38-41
• 3.5 形態(tài)可控球粒堆積支架的制備41-46
• 3.5.1 球粒堆積-顆粒造孔復(fù)合多孔支架的構(gòu)建42-43
• 3.5.2 復(fù)合多孔支架的表征43-46
• 3.6 本章小結(jié)46-47
• 第4章 堆積支架的微結(jié)構(gòu)對體外細(xì)胞及仿生礦化的影響47-56
• 4.1. 引言47-48
• 4.2 實驗試劑及儀器48-49
• 4.3 陶瓷球粒微結(jié)構(gòu)對體外細(xì)胞行為的影響49-52
• 4.3.1 微結(jié)構(gòu)陶瓷球粒的體外細(xì)胞培養(yǎng)49-50
• 4.3.2 陶瓷微結(jié)構(gòu)與體外細(xì)胞行為實驗結(jié)果及討論50-52
• 4.4 微結(jié)構(gòu)陶瓷球粒的仿生礦化實驗52-55
• 4.4.1 加速鈣化溶液(ACS)的配制52
• 4.4.2 仿生礦化實驗過程52
• 4.4.3 微結(jié)構(gòu)與仿生礦化實驗結(jié)果及討論52-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第5章 多孔HA堆積支架載藥及控釋體系的研究56-63
• 5.1 引言56-57
• 5.2 實驗試劑及儀器57-58
• 5.3 多孔堆積支架載藥性能的研究58-60
• 5.3.1 實驗步驟58
• 5.3.2 支架載藥量及包封率的測定58
• 5.3.3 實驗結(jié)果58-60
• 5.4 堆積支架緩釋體系的構(gòu)建60-62
• 5.4.1 載藥緩釋支架的制備60
• 5.4.2 載藥緩釋球粒體外釋放實驗60
• 5.4.3 載藥釋放實驗結(jié)果60-62
• 5.5 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：725978