多层化核—壳结构生物活性复相陶瓷制备及性能研究

发布时间：2020-12-21 20:04

　　随着我国人口老龄化日益加剧,各类骨损伤病例快速增长,从而为骨修复人工材料制品带来巨大的需求和增长空间。微球颗粒性材料因其良好的流动性而易于塑形和填充,同时其堆积体的孔隙完全贯通,有利于新骨再生和修复。本文通过自行搭建核-壳结构陶瓷微球制备新装置,以及相关制备工艺参数进行深入研究和优化,成功制备出以p-硅灰石／p-磷酸三钙（β-CaSiO3/β-TCP）为主要成分的单相陶瓷微球、核-壳复相陶瓷微球、双壳层型核-壳结构复相陶瓷微球。通过SEM、EDX分析可见,所得微球尺度均一,壳-核结构完整,界面清晰。研究发现尽管干燥过程会引起微球收缩,并随着升高煅烧温度引起更大的收缩,但是球形始终维持良好形态。体外降解特性分析显示微球的生物活性、降解性可调性能良好,并证实以降解性缓慢的β-TCP为外壳层的陶瓷微球的降解速率和离子释放水平低于以降解性较快的β-CaSiO3为外壳层的陶瓷微球。其次,通过添加有机微球造孔剂（聚苯乙烯微球,粒径在15μm左右）,在内、外壳层分别构建出孔径10μm左右的多孔性结构,从而构建出双壳层型核-壳结构的多孔性复相陶瓷微球。经其体外降解行为分析表明,改变组分分布、烧结温度制... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 骨组织与骨修复材料
        1.2.1 骨组织
        1.2.2 骨修复材料
        1.2.3 生物陶瓷材料
            1.2.3.1 磷酸钙类生物陶瓷
            1.2.3.2 生物活性玻璃及玻璃-陶瓷
            1.2.3.3 硅酸盐生物活性陶瓷
    1.3 生物活性陶瓷微球骨修复材料研究进展
    1.4 课题的提出和研究内容
        1.4.1 课题的提出
        1.4.2 主要研究内容
第二章 多层化核-壳结构复相陶瓷微球制备及研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂及仪器
        2.2.2 陶瓷粉体制备
            2.2.2.1 化学沉淀法合成硅酸钙粉体
            2.2.2.2 化学沉淀法合成磷酸三钙粉体
        2.2.3 微球制备工艺
            2.2.3.1 单相陶瓷微球制备
            2.2.3.2 核-壳结构陶瓷微球制备
            2.2.3.3 双壳层核-壳结构陶瓷微球制备
        2.2.4 微球烧结工艺
    2.3 样品测试与表征
        2.3.1 理化性能表征
        2.3.2 模拟体液浸泡实验
        2.3.3 体外降解实验
    2.4 实验结果与讨论
        2.4.1 实验参数设置
            2.4.1.1 海藻酸钠浓度对微球形貌的影响
            2.4.1.2 固液比对微球形貌的影响
            2.4.1.3 管道终端距离液面的高度
            2.4.1.4 浆料流速对微球结构的影响
            2.4.1.5 同干燥方法对微球粒径、机械强度的影响
        2.4.2 微球宏观形貌及粒径分析
        2.4.3 微球微观形貌分析
        2.4.4 微球物相组成分析
        2.4.5 微球机械性能的表征
        2.4.6 微球体外磷灰石形成能力
        2.4.7 微球体外降解性
    2.5 本章小结
第三章 双壳层核-壳结构多孔陶瓷微球的制备及表征
    3.1 前言
    3.2 实验方法
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 微球制备
        3.2.3 烧结方案
        3.2.4 样品表征
        3.2.5 体外降解实验
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 陶瓷微球成分分析
        3.3.2 宏观形貌及粒径分析
        3.3.3 微观结构分析
        3.3.4 体外降解行为分析
    3.4 本章小结
第四章 成分可调双壳层核-壳结构复相微球制备及表征
    4.1 前言
    4.2 实验方法
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 微球制备
            4.2.2.1 β-磷酸三钙/β-硅酸钙/13-93生物玻璃三相陶瓷微球制备
            4.2.2.2 掺镁硅酸钙系列三相陶瓷微球制备
        4.2.3 烧结方案
        4.2.4 样品表征
        4.2.5 体外降解实验
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 陶瓷粉体物相分析
        4.3.2 微观结构与成分分析
            4.3.2.1 β-磷酸三钙β-硅酸钙/13-93生物玻璃三相陶瓷微球
            4.3.2.2 掺镁硅酸钙系列陶瓷微球
        4.3.3 体外降解行为
    4.4 本章小结
第五章 结论及展望
    5.1 主要结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
个人简历
攻读学位期间发表的学术论文与取得的其他研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]我国生物医用材料产业发展研究[J]. 张镇,王本力.  新材料产业. 2015(03)
[2]纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合微球的原位仿生制备及表征[J]. 李健,韩志军,魏延,牛璐璐,刘宇,路国运,黄棣.  无机材料学报. 2014(12)
[3]多壳层化中空微球两相陶瓷生物材料制备研究[J]. 杨永祝,张雷,杨国敬,高长有,苟中入.  无机材料学报. 2014(06)
[4]我国生物医用材料现状和发展趋势[J]. 奚廷斐.  中国医疗器械信息. 2013(08)
[5]骨修复用生物玻璃复合材料研究进展[J]. 赵荻,黄文旵.  功能材料. 2008(03)



本文编号：2930419