硅钙磷骨水泥的制备工艺及性能研究
发布时间：2022-08-09 19:35
磷酸钙骨水泥（CPC）的组成成分与人体骨质的矿物成分有许多相同之处,并且CPC具有良好的骨传导性、生物相容性和生物活性等优点,对其研究和开发成为当今生物材料研究领域中的一个热点。磷酸钙骨水泥所具有的可注射性和任意塑性成型的特点,使其在创伤性骨修复外科手术中拥有广泛的应用前景。其中,磷酸三钙（Ca3（PO4）2、TCP）由于在常温下即可水化形成羟基磷灰石（Ca10（PO4）6（OH）2、HA）,已成为磷酸钙骨水泥制备中最常用的原料之一。但目前以TCP为主要粉剂原料所制备的各种磷酸钙骨水泥主要应用于非承重骨的修复,为了进一步改善骨水泥的生物活性和力学性能,还需要对该类骨水泥进行改性研究,促进其在临床上的进一步应用。本论文利用高温烧结方法合成出了以Si-α-TCP为主要成分的新型骨水泥粉料,并与纯水、模拟体液、植酸钠溶液等多种固化液进行固化制备出了新型掺硅磷酸钙（Si-CPC）骨水泥。通过X射线衍射分析（XRD）、扫描电镜与成分分析（SEM）、傅里叶变换红外光谱分析（FT-IR）、物理机械性能分析等表征手段,对硅钙磷骨水泥的力学性能、微观组织结构、孔隙率、生物活性等性能进行了分析,并对其制备...
【文章页数】：129 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景与意义
1.2 磷酸钙骨水泥的临床应用优势
1.2.1 磷酸钙骨水泥的骨传导性
1.2.2 磷酸钙骨水泥的可降解性
1.2.3 磷酸钙骨水泥的生物相容性
1.2.4 磷酸钙骨水泥的力学性能
1.2.5 磷酸钙骨水泥的载药性
1.2.6 磷酸钙骨水泥的孔隙率
1.2.7 磷酸钙骨水泥的结合应用能力
1.3 磷酸钙骨水泥的固态合成进展
1.3.1 磷酸钙骨水泥的组分及制备
1.3.2 磷酸三钙的合成及理化特性
1.3.3 硅磷酸三钙的合成
1.4 磷酸钙骨水泥中引入元素的作用
1.4.1 多种元素引入磷酸钙骨水泥发展现状
1.4.2 硅元素引入磷酸钙骨水泥进展
1.5 植酸根的螯合作用
1.6 TTCP的合成与作用
1.7 本论文的主要创新内容
第二章 实验材料与制备方法
2.1 化学试剂与仪器
2.1.1 实验所用主要化学试剂
2.1.2 性能测试方法
2.2 骨水泥基体粉料的制备
2.2.1 掺硅磷酸三钙(Si-α-TCP)的制备
2.2.2 高纯磷酸四钙(TTCP)的制备
2.3 实验过程
2.3.1 固化液的制备
2.3.2 硅钙磷骨水泥的制备
第三章 仿生固化硅钙磷骨水泥性能研究
3.1 硅钙磷粉末的合成分析
3.1.1 不同硅含量骨水泥粉料的XRD分析
3.1.2 典型α-TCP粉末的TG-DSC分析
3.2 纯水固化A组Si-α-TCP骨水泥的性能研究
3.2.1 骨水泥的力学性能及孔隙率
3.2.2 骨水泥的XRD分析
3.2.3 骨水泥的SEM分析
3.2.4 典型骨水泥的FT-IR分析
3.3 模拟体液(SBF)固化A组Si-α-TCP骨水泥的性能研究
3.3.1 骨水泥的力学性能及孔隙率
3.3.2 骨水泥的XRD分析
3.3.3 骨水泥的SEM及EDS分析
3.3.4 典型骨水泥的FT-IR分析
3.4 纯水及模拟体液固化B组Si-α-TCP骨水泥的性能研究
3.4.1 纯水固化骨水泥的XRD分析
3.4.2 模拟体液固化骨水泥的XRD分析
3.5 本章主要结论
第四章 固化液改性对硅钙磷骨水泥性能的影响
4.1 植酸固化液改性对骨水泥性能的影响
4.1.1 固化液的制备
4.1.2 骨水泥的力学性能
4.1.3 骨水泥的XRD分析
4.1.4 骨水泥的SEM分析
4.1.5 典型骨水泥的FT-IR分析
4.2 植酸钠固化骨水泥的性能研究
4.2.1 固化液的制备
4.2.2 骨水泥的力学性能及孔隙率
4.2.3 骨水泥的XRD分析
4.2.4 骨水泥的SEM及EDS分析
4.2.5 典型骨水泥的FT-IR分析
4.3 植酸钠固化液改性对骨水泥性能的影响
4.3.1 固化液的制备
4.3.2 骨水泥的力学性能
4.3.3 骨水泥的XRD分析
4.3.4 骨水泥的SEM分析
4.3.5 典型骨水泥的FT-IR分析
4.4 磷酸氢二钠固化骨水泥的性能研究
4.4.1 固化液的制备
4.4.2 骨水泥的力学性能及孔隙率
4.4.3 骨水泥的XRD分析
4.4.4 骨水泥的SEM分析
4.4.5 典型骨水泥的FT-IR分析
4.5 磷酸氢二钠与模拟体液固化骨水泥的性能研究
4.5.1 固化液的制备
4.5.2 骨水泥的力学性能
4.5.3 骨水泥的XRD分析
4.5.4 骨水泥的SEM分析
4.6 本章主要结论
第五章 磷酸四钙添加对硅钙磷骨水泥性能的影响
5.1 高纯磷酸四钙(TTCP)粉末的制备与分析
5.1.1 Ca_2P_2O_7的制备与分析
5.1.2 高纯磷酸四钙(TTCP)粉末的合成与分析
5.2 固化TCP与TTCP骨水泥的性能研究
5.2.1 模拟体液固化骨水泥的力学性能
5.2.2 磷酸氢二钠与柠檬酸固化骨水泥的力学性能
5.2.3 典型骨水泥的XRD分析
5.2.4 典型骨水泥的FT-IR分析
5.3 本章主要结论
第六章 硅钙磷骨水泥的生物活性研究
6.1 模拟体液固化骨水泥的生物活性研究
6.1.1 在模拟环境下14天培养液pH分析及骨水泥力学性能趋势
6.1.2 在模拟环境下14天骨水泥的XRD分析
6.1.3 在模拟环境下14天骨水泥的SEM分析
6.1.4 在模拟环境下7天骨水泥的FT-IR分析
6.1.5 在模拟环境下14天骨水泥的降解性分析
6.2 植酸钠固化骨水泥的生物活性研究
6.2.1 在模拟环境下14天培养液pH分析及骨水泥力学性能趋势
6.2.2 在模拟环境下14天骨水泥的XRD分析
6.2.3 在模拟环境下14天骨水泥的SEM分析
6.2.4 在模拟环境下7天骨水泥的FT-IR分析
6.2.5 在模拟环境下14天骨水泥的降解性分析
6.3 磷酸氢二钠固化骨水泥的生物活性验证研究
6.3.1 在模拟环境下14天骨水泥培养液的pH分析
6.3.2 在模拟环境下14天骨水泥的力学性能分析
6.3.3 在模拟环境下14天骨水泥的降解性分析
6.4 本章主要结论
第七章 论文结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文及发明专利
攻读硕士学位期间的获奖情况
论文评阅及答辩情况表
本文编号：3673160
【文章页数】：129 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景与意义
1.2 磷酸钙骨水泥的临床应用优势
1.2.1 磷酸钙骨水泥的骨传导性
1.2.2 磷酸钙骨水泥的可降解性
1.2.3 磷酸钙骨水泥的生物相容性
1.2.4 磷酸钙骨水泥的力学性能
1.2.5 磷酸钙骨水泥的载药性
1.2.6 磷酸钙骨水泥的孔隙率
1.2.7 磷酸钙骨水泥的结合应用能力
1.3 磷酸钙骨水泥的固态合成进展
1.3.1 磷酸钙骨水泥的组分及制备
1.3.2 磷酸三钙的合成及理化特性
1.3.3 硅磷酸三钙的合成
1.4 磷酸钙骨水泥中引入元素的作用
1.4.1 多种元素引入磷酸钙骨水泥发展现状
1.4.2 硅元素引入磷酸钙骨水泥进展
1.5 植酸根的螯合作用
1.6 TTCP的合成与作用
1.7 本论文的主要创新内容
第二章 实验材料与制备方法
2.1 化学试剂与仪器
2.1.1 实验所用主要化学试剂
2.1.2 性能测试方法
2.2 骨水泥基体粉料的制备
2.2.1 掺硅磷酸三钙(Si-α-TCP)的制备
2.2.2 高纯磷酸四钙(TTCP)的制备
2.3 实验过程
2.3.1 固化液的制备
2.3.2 硅钙磷骨水泥的制备
第三章 仿生固化硅钙磷骨水泥性能研究
3.1 硅钙磷粉末的合成分析
3.1.1 不同硅含量骨水泥粉料的XRD分析
3.1.2 典型α-TCP粉末的TG-DSC分析
3.2 纯水固化A组Si-α-TCP骨水泥的性能研究
3.2.1 骨水泥的力学性能及孔隙率
3.2.2 骨水泥的XRD分析
3.2.3 骨水泥的SEM分析
3.2.4 典型骨水泥的FT-IR分析
3.3 模拟体液(SBF)固化A组Si-α-TCP骨水泥的性能研究
3.3.1 骨水泥的力学性能及孔隙率
3.3.2 骨水泥的XRD分析
3.3.3 骨水泥的SEM及EDS分析
3.3.4 典型骨水泥的FT-IR分析
3.4 纯水及模拟体液固化B组Si-α-TCP骨水泥的性能研究
3.4.1 纯水固化骨水泥的XRD分析
3.4.2 模拟体液固化骨水泥的XRD分析
3.5 本章主要结论
第四章 固化液改性对硅钙磷骨水泥性能的影响
4.1 植酸固化液改性对骨水泥性能的影响
4.1.1 固化液的制备
4.1.2 骨水泥的力学性能
4.1.3 骨水泥的XRD分析
4.1.4 骨水泥的SEM分析
4.1.5 典型骨水泥的FT-IR分析
4.2 植酸钠固化骨水泥的性能研究
4.2.1 固化液的制备
4.2.2 骨水泥的力学性能及孔隙率
4.2.3 骨水泥的XRD分析
4.2.4 骨水泥的SEM及EDS分析
4.2.5 典型骨水泥的FT-IR分析
4.3 植酸钠固化液改性对骨水泥性能的影响
4.3.1 固化液的制备
4.3.2 骨水泥的力学性能
4.3.3 骨水泥的XRD分析
4.3.4 骨水泥的SEM分析
4.3.5 典型骨水泥的FT-IR分析
4.4 磷酸氢二钠固化骨水泥的性能研究
4.4.1 固化液的制备
4.4.2 骨水泥的力学性能及孔隙率
4.4.3 骨水泥的XRD分析
4.4.4 骨水泥的SEM分析
4.4.5 典型骨水泥的FT-IR分析
4.5 磷酸氢二钠与模拟体液固化骨水泥的性能研究
4.5.1 固化液的制备
4.5.2 骨水泥的力学性能
4.5.3 骨水泥的XRD分析
4.5.4 骨水泥的SEM分析
4.6 本章主要结论
第五章 磷酸四钙添加对硅钙磷骨水泥性能的影响
5.1 高纯磷酸四钙(TTCP)粉末的制备与分析
5.1.1 Ca_2P_2O_7的制备与分析
5.1.2 高纯磷酸四钙(TTCP)粉末的合成与分析
5.2 固化TCP与TTCP骨水泥的性能研究
5.2.1 模拟体液固化骨水泥的力学性能
5.2.2 磷酸氢二钠与柠檬酸固化骨水泥的力学性能
5.2.3 典型骨水泥的XRD分析
5.2.4 典型骨水泥的FT-IR分析
5.3 本章主要结论
第六章 硅钙磷骨水泥的生物活性研究
6.1 模拟体液固化骨水泥的生物活性研究
6.1.1 在模拟环境下14天培养液pH分析及骨水泥力学性能趋势
6.1.2 在模拟环境下14天骨水泥的XRD分析
6.1.3 在模拟环境下14天骨水泥的SEM分析
6.1.4 在模拟环境下7天骨水泥的FT-IR分析
6.1.5 在模拟环境下14天骨水泥的降解性分析
6.2 植酸钠固化骨水泥的生物活性研究
6.2.1 在模拟环境下14天培养液pH分析及骨水泥力学性能趋势
6.2.2 在模拟环境下14天骨水泥的XRD分析
6.2.3 在模拟环境下14天骨水泥的SEM分析
6.2.4 在模拟环境下7天骨水泥的FT-IR分析
6.2.5 在模拟环境下14天骨水泥的降解性分析
6.3 磷酸氢二钠固化骨水泥的生物活性验证研究
6.3.1 在模拟环境下14天骨水泥培养液的pH分析
6.3.2 在模拟环境下14天骨水泥的力学性能分析
6.3.3 在模拟环境下14天骨水泥的降解性分析
6.4 本章主要结论
第七章 论文结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文及发明专利
攻读硕士学位期间的获奖情况
论文评阅及答辩情况表
本文编号：3673160
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