3D打印多孔生物活性β-TCP陶瓷

发布时间：2023-03-26 14:01

　　骨缺损是最常见的临床医学疾病之一。随着中国人口老龄化加剧,人们生活和医疗水平的提升,市场对骨植入物的需求正在逐年增加。在骨缺损修复材料中,自体骨移植、同种异体骨移植等都存在自身的局限性。因此构建具有良好生物相容性、促进新生骨组织生成、具有较高孔隙率、满足应用部位力学性能要求的骨组织工程支架材料具有很重要的研究意义。β-TCP(β-磷酸三钙)主要由钙磷元素组成,钙磷比为1.5,具有良好的生物相容性、生物降解性和骨传导能力,在骨组织工程领域受到广泛关注。然而通过传统方法制备的多孔β-磷酸三钙陶瓷存在诸多局限,具有难以构建复杂精细的仿生结构和实现精准个性化的缺点。近年来发展的快速增材制造技术可以很好地解决这一难题。本论文首先成功大量制备了结晶性良好、纯度高、粒径均一的β-磷酸三钙粉体,并以海藻酸钠和普朗尼克F-127为打印助剂,制备了适用于3D打印的陶瓷墨水,并利用常温挤出(3DP)制备了具有50%-67%孔隙率的β-磷酸三钙多孔陶瓷支架。探讨了陶瓷墨水组成对墨水流动性的影响,通过扫描电子显微镜、万能力学试验机评价了烧结制度、β-磷酸三钙固含量对多孔陶瓷支架的微观孔隙结构和力学性能的影响。结...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 骨缺损
        1.1.1 用于临床的骨移植物
    1.2 .天然骨骼的特征
        1.2.1 骨的组成
        1.2.2 .骨的结构
        1.2.3 骨骼的生物力学
    1.3 骨组织工程
        1.3.1 组织工程支架材料的要求
        1.3.2 钙磷材料
    1.4 多孔支架制造技术
        1.4.1 传统制备方法
        1.4.2 快速成型(Rapid Prototyping,RP)技术
    1.5 制备三维可控β-TCP多孔支架存在的主要问题
    1.6 本文的研究目的和内容
第二章 3D打印β-TCP多孔陶瓷
    2.1 引言
    2.2 实验工艺和流程
        2.2.1 实验原料及设备
        2.2.2 β-TCP粉体的制备
        2.2.3 3D打印陶瓷墨水的制备
        2.2.4 3D打印β-TCP多孔陶瓷
        2.2.5 多孔β-TCP陶瓷的烧结
    2.3 样品测试与表征
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 制备β-TCP粉体
        2.4.2 陶瓷墨水组成对墨水流动性的影响
        2.4.3 不同烧结制度对孔隙率、微观形貌、力学性能的影响
        2.4.4 不同固含量对孔隙率、微观形貌、力学性能的影响
    2.5 本章小结
第三章 生物玻璃增强β-TCP多孔陶瓷支架的3D打印
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料及设备
        3.2.2 生物玻璃的制备
        3.2.3 添加生物玻璃的3D打印陶瓷墨水的制备
        3.2.4 3D打印生物玻璃增强β-TCP多孔陶瓷
        3.2.5 样品测试和表征
    3.3 结果和分析
        3.3.1 生物玻璃的表征
        3.3.2 生物玻璃对3D打印陶瓷墨水流动性的影响
        3.3.3 生物玻璃增强β-TCP多孔陶瓷的烧结制度
        3.3.4 生物玻璃对β-TCP陶瓷物相的影响
        3.3.5 生物玻璃对β-TCP支架微观形貌的影响
        3.3.6 生物玻璃对β-TCP陶瓷支架力学性能的影响
        3.3.7 生物玻璃对β-TCP陶瓷支架降解性能的影响
    3.4 本章小结
第四章 生物玻璃增强β-TCP多孔陶瓷支架的细胞学评价
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料及设备
        4.2.2 实验工艺流程
    4.3 实验结果和讨论
        4.3.1 细胞增殖
        4.3.2 细胞粘附
        4.3.3 ALP活性检测
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 不足与展望
参考文献
致谢
硕士研究期间的研究成果



本文编号：3771097