本文關(guān)鍵詞：超臨界流體制備人工骨組織的應(yīng)用研究

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【摘要】：由于近年來骨創(chuàng)傷事故增多,對(duì)于骨科手術(shù)中骨移植材料需求加大。臨床上骨科手術(shù)主要采用自體骨、同種異體骨或異種進(jìn)行骨移植,對(duì)骨缺損進(jìn)行修復(fù)。其中異種骨具有來源廣泛等優(yōu)點(diǎn),但在骨移植過程前需對(duì)骨中脂質(zhì)及蛋白質(zhì)進(jìn)行萃取、氧化等處理,去除異種骨的免疫原性。 論文以超臨界CO2為溶劑,對(duì)豬骨進(jìn)行了超臨界萃取脫脂的實(shí)驗(yàn)研究。通過考察萃取壓力、萃取溫度、骨樣本尺寸、夾帶劑及萃取時(shí)間等因素對(duì)超臨界萃取過程的影響,確定最佳工藝參數(shù)：萃取壓力25MPa,萃取溫度45℃,骨樣本尺寸3mm×3mm×3mm,95%(v/v)乙醇作為夾帶劑,保溫保壓1h,循環(huán)萃取2h。 同時(shí),將超臨界CO2萃取脫脂法與傳統(tǒng)脫脂方法對(duì)比,并通過熱重分析及紅外光譜進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果表明,使用超臨界C02萃取方法脫脂樣本的失重量為16.00%,傳統(tǒng)方法脫脂樣本的失重量為35.11%,說明超臨界C02萃取方法脫脂效果優(yōu)于傳統(tǒng)溶劑萃取,且所制得樣本無溶劑殘留,未破壞豬骨原有的羥基磷灰石結(jié)構(gòu)。并通過環(huán)境掃描電鏡及力學(xué)性能等測(cè)試說明超臨界C02萃取法脫脂效果較好,脫脂后豬骨孔隙結(jié)構(gòu)保持完整,且不影響其力學(xué)性能。 在蛋白質(zhì)的去除方面,論文采用以H202為溶劑的超聲波法對(duì)脫脂后骨塊進(jìn)行脫蛋白處理,并首次使用高溫超臨界方法除異種骨中蛋白質(zhì)。通過凱式定氮、環(huán)境掃描電鏡及其他測(cè)試方法進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果表明,以H202為溶劑的超聲波法能夠有效去除豬骨中的蛋白質(zhì),但處理后力學(xué)性能大大降低。而超臨界萃取法對(duì)于蛋白質(zhì)的去除效果不佳,但能較好保持豬骨的力學(xué)性能,制備機(jī)械性能良好的骨組織材料,因此仍有待研究。 隨后,論文根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)工藝,對(duì)超臨界C02萃取過程進(jìn)行的工程放大進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性分析。雖然超臨界C02萃取雖然設(shè)備一次性投資較大,但能有效節(jié)約能耗,且生產(chǎn)過程安全環(huán)保,適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展。而使用傳統(tǒng)方法處理異種骨雖然設(shè)備成本和操作成本低,但綜合考慮臨床骨組織材料的要求和安全性,使用超臨界方法對(duì)異種松質(zhì)骨進(jìn)行處理仍有不可替代的優(yōu)勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】：超臨界流體 萃取 異種松質(zhì)骨 脫脂 脫蛋白 經(jīng)濟(jì)性分析
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R687;R318.08
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 引言10-11
• 1 緒論11-29
• 1.1 超臨界流體技術(shù)11-14
• 1.1.1 物質(zhì)的超臨界狀態(tài)11-12
• 1.1.2 超臨界流體特性12-14
• 1.2 超臨界流體萃取14-18
• 1.2.1 超臨界CO_2流體萃取14-16
• 1.2.2 超臨界流體萃取工藝過程16-18
• 1.3 超臨界流體萃取過程的影響因素18-23
• 1.3.1 壓力和溫度的影響18-19
• 1.3.2 夾帶劑的作用及影響19-20
• 1.3.3 萃取時(shí)間的影響20-21
• 1.3.4 顆粒尺寸的影響21-22
• 1.3.5 溶劑流速的影響22
• 1.3.6 樣品含水量的影響22-23
• 1.4 骨組織工程概況23-28
• 1.4.1 骨組織工程研究進(jìn)展及現(xiàn)狀24-25
• 1.4.2 骨組織工程材料25-26
• 1.4.3 超臨界流體萃取在骨組織工程中應(yīng)用26-28
• 1.5 本章小結(jié)28-29
• 2 超臨界萃取對(duì)異種松質(zhì)骨脫脂的工藝研究29-58
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備及流程29-31
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備29-30
• 2.1.2 超臨界CO_2萃取裝置及流程30-31
• 2.1.3 溶劑法脫除異種松質(zhì)骨中脂肪31
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及方案選擇31-33
• 2.2.1 超臨界萃取過程的單因素實(shí)驗(yàn)32-33
• 2.2.2 夾帶劑的選擇及萃取時(shí)間的確定33
• 2.3 檢測(cè)方法33-35
• 2.3.1 熱重分析檢測(cè)33-34
• 2.3.2 紅外光譜檢測(cè)34
• 2.3.3 掃描電鏡檢測(cè)34-35
• 2.3.4 最大斷裂壓力檢測(cè)35
• 2.3.5 凱式定氮檢測(cè)35
• 2.4 結(jié)果與討論35-57
• 2.4.1 夾帶劑的影響35-39
• 2.4.2 樣本尺寸的影響39-42
• 2.4.3 萃取壓力的影響42-47
• 2.4.4 萃取溫度的影響47-51
• 2.4.5 與傳統(tǒng)脫脂工藝的對(duì)比研究51-53
• 2.4.6 紅外光譜分析53-55
• 2.4.7 力學(xué)性能分析55
• 2.4.8 掃描電鏡分析55-56
• 2.4.9 蛋白質(zhì)含量分析56-57
• 2.5 本章小結(jié)57-58
• 3 脫脂骨的脫蛋白處理及性能評(píng)價(jià)58-63
• 3.1 脫蛋白方法58-59
• 3.1.1 超聲波脫蛋白58
• 3.1.2 超臨界CO_2法脫蛋白58-59
• 3.2 結(jié)果與討論59-61
• 3.2.1 蛋白質(zhì)含量分析59
• 3.2.2 掃描電鏡分析59-61
• 3.2.3 力學(xué)性能分析61
• 3.3 本章小結(jié)61-63
• 4 超臨界萃取過程的經(jīng)濟(jì)性分析63-67
• 4.1 設(shè)備投資估算63-64
• 4.2 操作費(fèi)用估算64-65
• 4.3 操作的規(guī)模效應(yīng)65
• 4.4 與傳統(tǒng)處理方法對(duì)比65-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況71-72
• 致謝72-73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：775348