α-磷酸三钙骨水泥的低温合成及RGO/CNTs对其力学性能的增强

发布时间：2024-12-25 22:43

　　磷酸钙骨水泥(CPC)因具有可快速凝固、优异的生物活性和生物相容性、无细胞毒性等特点,目前已经被广泛的应用于非承重骨的骨缺损治疗。但由于CPC固有的低强度,高脆性等缺点限制了其在承重骨方面的应用。此外,凝固时间也是评价CPC的重要指标,过长的凝固时间会使未凝固的CPC粉体被体液冲散,从而引起组织的炎症反应。α-磷酸三钙(α-TCP)是最常用的CPC之一,然而q-TCP制备工艺复杂,成本高限制了其应用。因此,简化α-TCP制备工艺,降低成本,解决CPC力学性能差的缺点,并使其具有合适的凝固时间,可以使CPC得到更广泛的应用。本文以α-TCP为CPC原料,首先优化了q-TCP的制备工艺,获得性能更好的q-TCP粉体。然后通过用磷酸四钙(TTCP)调节CPC的钙磷比,添加增强体还原氧化石墨烯(RGO)和碳纳米管(CNTs)两种方法提高CPC的力学性能。由于RGO和CNTs可以吸收微波,所以进一步研究了微波对RGO/CNTs-CPC复合材料凝固时间和力学性能的影响。最后,对得到的RGO/CNTs-CPC复合材料的生物活性做出了研究。主要的研究内容和结果如下:(1)以β-环糊精为模板,通过化学沉淀...

【文章页数】：105 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 磷酸钙骨水泥的基本性质及研究现状
        1.1.1 磷酸钙骨水泥的基本性质
            1.1.1.1 磷酸钙骨水泥的种类与特点
            1.1.1.2 磷酸钙骨水泥的凝固反应
        1.1.2 磷酸钙骨水泥力学性能的研究
            1.1.2.1 减少气孔率提高磷酸钙骨水泥强度
            1.1.2.2 纤维增强磷酸钙骨水泥
            1.1.2.3 双重凝固增强磷酸钙骨水泥
        1.1.3 磷酸钙骨水泥凝结时间的研究
    1.2 石墨烯和碳纳米管力学性能的研究及应用
        1.2.1 碳纳米管力学性能的研究及应用
        1.2.2 石墨烯力学性能的研究及应用
    1.3 微波在医疗中的应用
    1.4 本文研究目的和内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
第二章 实验与表征
    2.1 本课题的主要技术路线
    2.2 试剂材料
    2.3 仪器设备
    2.4 材料制备
        2.4.1 α-磷酸三钙的制备
        2.4.2 磷酸四钙的制备
        2.4.3 羟基磷灰石的制备
        2.4.4 碳纳米管的预处理
        2.4.5 磷酸钙骨水泥复合材料粉体的制备及凝固反应
    2.5 表征方法
        2.5.1 凝固时间的测定
        2.5.2 力学性能测试
        2.5.3 差示扫描量热分析
        2.5.4 傅立叶红外光谱分析
        2.5.5 X射线衍射分析
        2.5.6 扫描电子显微镜
        2.5.7 生物活性评价
第三章 α-磷酸三钙的低温合成
    3.1 引言
    3.2 实验设计
    3.3 结果分析与讨论
        3.3.1 α-磷酸三钙的制备条件
        3.3.2 前驱体对制备α-磷酸三钙的影响
        3.3.3 α-磷酸三钙的力学性能及凝固时间
    3.4 α-磷酸三钙的形成机制
    3.5 本章小结
第四章 α-磷酸三钙/磷酸四钙骨水泥复合材料
    4.1 引言
    4.2 实验步骤
    4.3 结果分析和讨论
        4.3.1 物相分析
        4.3.2 形貌分析
        4.3.3 凝固时间和力学性能分析
    4.4 本章小结
第五章 石墨烯/碳纳米管磷酸钙骨水泥复合材料
    5.1 引言
    5.2 实验设计及步骤
    5.3 结果分析和讨论
        5.3.1 物相分析
        5.3.2 形貌分析
        5.3.3 凝固时间分析
        5.3.4 力学性能分析
    5.4 石墨烯和碳纳米管的增强机制
    5.5 本章小结
第六章 微波对石墨烯/碳纳米管磷酸钙骨水泥复合材料的影响
    6.1 引言
    6.2 实验设计及步骤
    6.3 结果分析与讨论
        6.3.1 凝固时间的分析
        6.3.2 物相的定量分析
        6.3.3 形貌分析
        6.3.4 力学性能分析
    6.4 本章小结
第七章 石墨烯/碳纳米管磷酸钙骨水泥复合材料的生物活性
    7.1 引言
    7.2. 生物活性研究步骤
    7.3 结果分析和讨论
        7.3.1 复合材料浸泡前后的重量变化
        7.3.2 物相分析
        7.3.3 基团分析
        7.3.4 形貌分析
    7.4 本章小结
第八章 结论与展望
    8.1 本文结论
    8.2 创新点
    8.3 展望
参考文献
致谢
附录 攻读硕士期间发表的论文和取得的成果
附件



本文编号：4020118