纳米羟基磷灰石/聚己内酯复合多孔支架的制备及其性能的研究
发布时间：2021-11-06 01:03
应用最为广泛的两种骨支架材料分别为生物可降解聚合物和生物活性陶瓷。聚己内酯（PCL）具有熔点低、易加工、成本低等优点,纳米羟基磷灰石（nano-HAP）具有良好的机械性能、生物活性、生物相容性和骨诱导性等特点,从纳米角度来说,nano-HAP比表面积大,诱导种子细胞生长、增殖和分化的能力强。本文选用具有代表性的PCL和nano-HAP作为研究对象,以PCL为基体材料,nano-HAP作为纳米增强材料,使它们优势互补。以选择性激光烧结（SLS）技术作为成型工艺,分别制备了PCL、nano-HAP/PCL复合多孔支架并对其相关性能进行了研究。本论文主要的工作和创新有:利用SLS技术制备了内部孔隙相互连通的PCL三维多孔支架。在烧结过程中支架的分子基团结构和物相组成都没有发生变化,但结晶度降低。支架的压缩强度随着功率的增加而增加,孔隙率则降低。最佳的烧结激光功率为35 W。细胞毒性实验结果表明细胞的相对增值率均高于94%,多孔支架细胞毒性等级为0级,但在模拟人体液（SBF）溶液中没有发现多孔支架上有类骨磷灰石生成。为了弥补PCL多孔支架力学性能差和不具备生物活性的缺点,...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
骨组织工程基本原理示意图
磁力搅拌下加入 NaOH 中静置 24 h 成型，成型用蒸馏水浸泡得到 HAP/PCL-CS 多孔支架。支架具有较高孔隙率和亲水性，改 配比，可以制备得到良好性能的骨组织工程支架。孔骨支架传统的制备方法制备的多孔支架虽然可以满足骨组织工构和孔隙率的基本要求。但是存在很多缺点，制备的支架孔隙的互连通性以及孔的分布无法控制，同时制备的支架无法满足骨缺的需求[36]。因此，制备任意复杂外形且内部孔隙相互连通的多孔有机溶剂残留的三维骨支架，改进其制备方法是有待解决和研究速成型制备方法速成型（Rapid Prototyping,RP）有 30 多种不同的工艺，常用的成：立体光固化成型（Stereo LithographyApparatus,SLA）、三维打印ional Printing,3DP）、熔融沉积机造（Fused Deposition Modeling，激光烧结（Selected Laser Sintering,SLS）它们的基本原理是相似造，层层叠加”。图 1-2 为各类快速成型技术原理图[37-38]。
2.2 选择性激光烧结技术烧结多孔骨支架2.2.1 选择性激光烧结多孔骨支架的过程烧结粉末颗粒制备多孔骨支架的本质是通过高温处理，使粉末发生一系列的物理化学变化，最终烧结成具有某些功能的烧结体的过程[63]。在烧结的过程中扩散是物质的主要传递方式，晶体的晶格中经常存在缺陷，当晶粒各个部位缺陷的浓度存在差异时，物质会缺陷浓度大的部位扩散到浓度小的部位。在颈部、晶粒间和晶界表面存在空位浓度梯度，烧结过程中物质定向传递的方式有：体扩散、晶界扩散向颈部作和表面扩散。烧结过程中体系能量的变化主要体现在表面自由能降低，即在颗粒状态时比表面大，属于表面自由能高的不稳定状态：烧结成块体后，比表面则显著降低，属于表面自由能降得很低的较稳定状态。正是这种表面自由能的下降趋势，使烧结过程中粉末颗粒不经过任何的化学反应而直接烧结成致密的块体，构成了促使粉末颗粒材料向烧结块体转变的常规推动力。烧结过程不能像化学反应那样自动进行，必须对粉末颗粒加热，才能使粉末颗粒转为烧结块体。
【参考文献】：
期刊论文
[1]选择性激光烧结法构建纳米羟基磷灰石与聚己内酯复合材料人工骨支架[J]. 金光辉,孙晓飞,夏琰,章云童,李超,张馨文,杨巧巧,王泽坤,谢杨. 第二军医大学学报. 2015(12)
[2]Al2O3泡沫陶瓷的制备及性能研究[J]. 李菊. 中国陶瓷. 2015(09)
[3]基于FDM的3D打印技术研究现状与发展趋势[J]. 唐通鸣,张政,邓佳文,钱素艳,李志扬,黄明宇. 化工新型材料. 2015(06)
[4]快速成型技术构建聚己内酯支架作为骨支架材料的研究[J]. 韩永杰,刘鹏,车建焕,王冠勋,孙莹,韩冰. 口腔医学研究. 2014(08)
[5]气体发泡法制备PLLA/BCP多孔复合支架及其性能研究[J]. 杨琦,索进平. 化学与生物工程. 2014(05)
[6]CCK-8法与MTT法检测兔成纤维细胞活性的比较研究[J]. 刘爱旗,夏璐. 中国医学创新. 2013(02)
[7]冷冻干燥法制备的β-磷酸三钙多孔生物陶瓷支架[J]. 王雪涛,李静,左开慧,曾宇平,张保卫. 中国组织工程研究. 2012(25)
[8]细菌纤维素/壳聚糖复合多孔支架材料的制备与表征[J]. 蔡志江,侯成伟. 高分子材料科学与工程. 2012(06)
[9]组织工程支架研究进展[J]. 何进,郭云珠,曹慧玲,叶雅静,尹大川. 材料导报. 2012(03)
[10]聚乳酸/羟基磷灰石多孔复合材料的制备及体外降解研究[J]. 姜小婷,王倩,张普敦. 化学研究与应用. 2011(06)
硕士论文
[1]陶瓷骨支架微结构与性能的关联规律研究[D]. 李鹏健.中南大学 2014
[2]聚乙烯醇和硅酸钙骨支架的制备及成性机理研究[D]. 毛中正.中南大学 2014
[3]组织工程化纳米—羟基磷灰石/聚己内酯人工骨支架的制备及其相关性能的研究[D]. 夏琰.第二军医大学 2013
[4]选择性激光烧结快速成型制件精度的研究[D]. 李广慧.哈尔滨理工大学 2003
本文编号：3478854
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
骨组织工程基本原理示意图
磁力搅拌下加入 NaOH 中静置 24 h 成型，成型用蒸馏水浸泡得到 HAP/PCL-CS 多孔支架。支架具有较高孔隙率和亲水性，改 配比，可以制备得到良好性能的骨组织工程支架。孔骨支架传统的制备方法制备的多孔支架虽然可以满足骨组织工构和孔隙率的基本要求。但是存在很多缺点，制备的支架孔隙的互连通性以及孔的分布无法控制，同时制备的支架无法满足骨缺的需求[36]。因此，制备任意复杂外形且内部孔隙相互连通的多孔有机溶剂残留的三维骨支架，改进其制备方法是有待解决和研究速成型制备方法速成型（Rapid Prototyping,RP）有 30 多种不同的工艺，常用的成：立体光固化成型（Stereo LithographyApparatus,SLA）、三维打印ional Printing,3DP）、熔融沉积机造（Fused Deposition Modeling，激光烧结（Selected Laser Sintering,SLS）它们的基本原理是相似造，层层叠加”。图 1-2 为各类快速成型技术原理图[37-38]。
2.2 选择性激光烧结技术烧结多孔骨支架2.2.1 选择性激光烧结多孔骨支架的过程烧结粉末颗粒制备多孔骨支架的本质是通过高温处理，使粉末发生一系列的物理化学变化，最终烧结成具有某些功能的烧结体的过程[63]。在烧结的过程中扩散是物质的主要传递方式，晶体的晶格中经常存在缺陷，当晶粒各个部位缺陷的浓度存在差异时，物质会缺陷浓度大的部位扩散到浓度小的部位。在颈部、晶粒间和晶界表面存在空位浓度梯度，烧结过程中物质定向传递的方式有：体扩散、晶界扩散向颈部作和表面扩散。烧结过程中体系能量的变化主要体现在表面自由能降低，即在颗粒状态时比表面大，属于表面自由能高的不稳定状态：烧结成块体后，比表面则显著降低，属于表面自由能降得很低的较稳定状态。正是这种表面自由能的下降趋势，使烧结过程中粉末颗粒不经过任何的化学反应而直接烧结成致密的块体，构成了促使粉末颗粒材料向烧结块体转变的常规推动力。烧结过程不能像化学反应那样自动进行，必须对粉末颗粒加热，才能使粉末颗粒转为烧结块体。
【参考文献】：
期刊论文
[1]选择性激光烧结法构建纳米羟基磷灰石与聚己内酯复合材料人工骨支架[J]. 金光辉,孙晓飞,夏琰,章云童,李超,张馨文,杨巧巧,王泽坤,谢杨. 第二军医大学学报. 2015(12)
[2]Al2O3泡沫陶瓷的制备及性能研究[J]. 李菊. 中国陶瓷. 2015(09)
[3]基于FDM的3D打印技术研究现状与发展趋势[J]. 唐通鸣,张政,邓佳文,钱素艳,李志扬,黄明宇. 化工新型材料. 2015(06)
[4]快速成型技术构建聚己内酯支架作为骨支架材料的研究[J]. 韩永杰,刘鹏,车建焕,王冠勋,孙莹,韩冰. 口腔医学研究. 2014(08)
[5]气体发泡法制备PLLA/BCP多孔复合支架及其性能研究[J]. 杨琦,索进平. 化学与生物工程. 2014(05)
[6]CCK-8法与MTT法检测兔成纤维细胞活性的比较研究[J]. 刘爱旗,夏璐. 中国医学创新. 2013(02)
[7]冷冻干燥法制备的β-磷酸三钙多孔生物陶瓷支架[J]. 王雪涛,李静,左开慧,曾宇平,张保卫. 中国组织工程研究. 2012(25)
[8]细菌纤维素/壳聚糖复合多孔支架材料的制备与表征[J]. 蔡志江,侯成伟. 高分子材料科学与工程. 2012(06)
[9]组织工程支架研究进展[J]. 何进,郭云珠,曹慧玲,叶雅静,尹大川. 材料导报. 2012(03)
[10]聚乳酸/羟基磷灰石多孔复合材料的制备及体外降解研究[J]. 姜小婷,王倩,张普敦. 化学研究与应用. 2011(06)
硕士论文
[1]陶瓷骨支架微结构与性能的关联规律研究[D]. 李鹏健.中南大学 2014
[2]聚乙烯醇和硅酸钙骨支架的制备及成性机理研究[D]. 毛中正.中南大学 2014
[3]组织工程化纳米—羟基磷灰石/聚己内酯人工骨支架的制备及其相关性能的研究[D]. 夏琰.第二军医大学 2013
[4]选择性激光烧结快速成型制件精度的研究[D]. 李广慧.哈尔滨理工大学 2003
本文编号：3478854
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