激光熔覆钙磷涂层中的稀土可控析出及其对破骨细胞活性的抑制作用

发布时间：2017-04-11 01:19

  本文关键词：激光熔覆钙磷涂层中的稀土可控析出及其对破骨细胞活性的抑制作用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前,假体周围的骨溶解已成为人工关节失效的主要原因。通过对破骨细胞活性的抑制以及涂层表面的仿生化设计,可有效的抑制骨溶解的产生,延长人工关节的使用寿命并提高患者的生活质量。本文运用梯度设计思想,采用激光熔覆技术,在钛合金表面制备出不同La_2O_3含量的梯度Ca-P基生物陶瓷涂层,通过调控涂层中稀土离子的析出,以期达到抑制破骨细胞活性的目的。利用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、等离子质谱仪(iCP-MS)和四甲基噻唑蓝(MTT)比色法,分别对陶瓷层组织结构、降解性能、生物活性以及稀土离子对破骨细胞的抑制作用进行了研究,获得以下结论:不同的稀土添加量对生物陶瓷涂层中生物活性相数量有重要的影响。当La_2O_3添加量为0.6 wt.%时,稀土钙磷陶瓷涂层中含有数量较多、结晶度较低的生物活性可降解相磷酸三钙(β-TCP)。在模拟体液(SBF)中,伴随稀土钙磷涂层的降解,La~(3+)离子被释放到SBF中,且La~(3+)离子的析出浓度在0.042 PPB~0.252PPB的范围内呈现波动变化的趋势。通过四甲基噻唑蓝(MTT)比色法试验,表明了稀土磷酸钙陶瓷涂层具有良好的细胞相容性,不影响细胞的生长以及增殖的正常生理代谢功能。采用双因素试验的方差分析方法对破骨细胞的活性进行了研究。结果表明:当调控稀土La_2O_3的添加量为0.4 wt.%~0.6 wt.%,稀土钙磷陶瓷涂层对破骨细胞的活性产生抑制作用,这种新方法可能在防治磨屑病方面起到积极的作用。
【关键词】：激光熔覆 钙磷涂层 稀土析出 破骨细胞 抑制
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.453;R318.08
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第一章 绪论7-17
• 1.1 生物医用材料7
• 1.2 人工关节7-9
• 1.2.1 人工关节市场与发展7-8
• 1.2.2 人工关节无菌性松动8-9
• 1.3 预防和治疗磨屑病的方法9-12
• 1.3.1 药物疗法9-10
• 1.3.2 基因疗法10-11
• 1.3.3 材料表面改性手段11
• 1.3.4 稀土疗法11-12
• 1.4 磷酸钙陶瓷涂层制备方法12-14
• 1.4.1 等离子喷涂法13
• 1.4.2 溶胶-凝胶法13-14
• 1.5 激光加工技术14-16
• 1.5.1 激光熔覆技术15
• 1.5.2 激光熔覆技术制备生物陶瓷涂层15-16
• 1.6 本文研究内容16-17
• 第二章 不同稀土掺杂量对激光熔覆Ca-P基陶瓷涂层组织结构的影响17-27
• 2.1 引言17
• 2.2 激光熔覆磷酸钙陶瓷涂层的制备17-20
• 2.2.1 试验材料17-18
• 2.2.2 试验方法18-20
• 2.2.3 金相组织观察20
• 2.2.4 涂层的物相分析20
• 2.2.5 涂层的微观组织分析20
• 2.3 激光熔覆陶瓷涂层的组织与形貌20-22
• 2.4 不同Ca/P对磷酸钙陶瓷涂层中生物活性相数量的影响22-23
• 2.5 不同稀土添加量对生物陶瓷相结构的影响23-25
• 2.6 本章小结25-27
• 第三章 激光熔覆Ca-P基生物陶瓷涂层在缓冲液中的降解行为及涂层中稀土离子析出与浸泡时间的相互作用规律27-37
• 3.1 引言27
• 3.2 磷酸钙陶瓷涂层的降解实验27-29
• 3.2.1 磷酸钙陶瓷涂层在模拟体液中的降解实验27-28
• 3.2.2 磷酸钙陶瓷涂层在生理盐水中的降解实验28-29
• 3.3 激光熔覆磷酸钙陶瓷涂层在模拟体液中的降解行为29-33
• 3.3.1 陶瓷涂层在模拟体液中降解及表面形貌变化29-30
• 3.3.2 涂层在模拟体液中离子析出及降解机理的探讨30-32
• 3.3.3 涂层在模拟体液中离子析出与时间的相互作用规律32-33
• 3.4 生物陶瓷涂层在生理盐水中的降解行为33-36
• 3.4.1 生物陶瓷涂层在生理盐水中降解及涂层表面形貌变化33-34
• 3.4.2 涂层在生理盐水中的离子析出及降解机理34-35
• 3.4.3 生物陶瓷涂层在生理盐水中降解及涂层重量变化35-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第四章 稀土掺杂量对激光熔覆陶瓷涂层生物活性及破骨细胞活性的影响规律37-53
• 4.1 引言37-38
• 4.2 实验部分38-44
• 4.2.1 试验材料38-39
• 4.2.2 MG63细胞实验39-43
• 4.2.3 破骨细胞的培养43-44
• 4.3 激光熔覆陶瓷涂层的生物活性44-48
• 4.3.1 细胞活性测试44-46
• 4.3.2 荧光染色及细胞形态46-48
• 4.4 激光熔覆陶瓷涂层对破骨细胞活性的抑制作用及机理探讨48-51
• 4.5 本章小结51-53
• 第五章 结论53-55
• 参考文献55-63
• 致谢63-64
• 附录64-66

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