Sr掺杂TiO 2 微/纳表面结构的制备及其骨诱导性能研究
发布时间：2021-03-14 09:37
钛及钛合金具有与人体骨组织相近的力学性能,以及良好的耐蚀性、生物相容性。但由其生物惰性所带来的骨整合能力不佳也一定程度上限制了其应用。对植入体材料表面进行仿生化改性,可以显著提高其骨整合能力。本研究通过大电流阳极氧化（HCA）工艺,可以制备仿生化的TiO2微/纳复合结构（MNT）膜层,再通过水热处理将具有诱导骨生成能力的Sr元素负载在MNT膜层（MNT-Sr）表面。对水热参数进行优化后,对膜层的形貌、组成、膜基结合力、亲水性,以及Sr2+在磷酸盐缓冲液（PBS）中的释放曲线等进行了分析。同时进行了体外细胞相容性以及骨生成能力的评价,得出了该MNT负载体系下,Sr元素促进骨生成的基本规律。本课题得到了如下结论:（1）MNT膜层中存在纳米孔以及微米级凹坑,纳米孔阵列均匀分布于微米级凹坑内部,呈蜂窝状的结构,纳米孔径在10-40 nm,孔长在400-800nm之间。利用水热法可以将Sr元素掺杂到MNT膜层表面,膜层成分为非晶态的TiO2以及SrTiO3。随水热时间延长,膜层Sr含量增加,亲水性有所改善,并...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 骨植入材料
1.1.1 骨的基本特性
1.1.2 骨植入材料的发展历程
1.1.3 植入体材料的基本要求
1.2 生物医用钛及钛合金
1.2.1 钛及其合金的基本特性
1.2.2 医用钛合金的发展历程
1.2.3 国内外医用钛合金的应用
1.3 钛基植入体表面改性
1.3.1 机械改性方法
1.3.2 物理改性方法
1.3.3 化学改性方法
1.4 电化学方法制备仿生化结构
1.4.1 植入体表面修饰的一般规律
1.4.2 前期工作介绍
1.5 Sr元素的生物学效应
1.6 本课题的主要内容
1.7 选题的目的及意义
第二章 负载Sr微/纳复合结构的制备及表征
2.1 样品制备及表征设备
2.2 实验材料及药品
2.3 MNT膜层的制备
2.4 Sr元素负载工艺的探索与优化
2.4.1 水热负载Sr元素可行性探究
2.4.2 负载Sr的MNT膜层参数优化
2.5 Sr掺杂MNT膜层的相关表征
2.5.1 表征方法
2.5.2 表征结果与讨论
2.5.3 表征总结
2.6 功能化的MNT膜层形成过程分析
2.7 本章小结
第三章 Sr掺杂微/纳复合结构的生物相容性评价
3.1 主要实验设备
3.2 实验材料与试剂
3.3 实验方法
3.3.1 细胞培养基及胰蛋白酶的配置
3.3.2 细胞培养
3.3.3 细胞毒性
3.3.4 细胞黏附
3.3.5 细胞增殖
3.3.6 细胞骨架复染
3.3.7 细胞形态
3.3.8 数据统计分析
3.4 实验结果与讨论
3.4.1 细胞活死
3.4.2 细胞粘附结果与分析
3.4.3 细胞增殖结果与分析
3.4.4 细胞骨架复染结果与分析
3.4.5 细胞扫描结果与分析
3.5 植入体表面形貌与功能物质协同作用原理
3.6 本章小结
第四章 Sr掺杂微/纳复合结构的骨生成能力
4.1 主要实验设备
4.2 实验药品及试剂
4.3 实验方法
4.3.1 骨诱导培养基的配制
4.3.2 成骨细胞的骨诱导培养
4.3.3 碱性磷酸酶活性
4.3.4 胶原分泌
4.3.5 细胞外基质矿化
4.3.6 数据统计分析
4.4 实验结果与讨论
4.4.1 ALP分泌
4.4.2 胶原分泌
4.4.3 细胞外基质矿化
4.5 本章小结
第五章 总结
参考文献
致谢
硕士期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Bioadaptability: An Innovative Concept for Biomaterials[J]. Yingjun Wang. Journal of Materials Science & Technology. 2016(09)
[2]人体硬组织植入材料的研究概况[J]. 张祎,郝志彪,张晓虎,康健. 炭素技术. 2006(03)
[3]医用钛合金的发展及研究现状[J]. 宁聪琴,周玉. 材料科学与工艺. 2002(01)
硕士论文
[1]Ag2O纳米颗粒负载SrTiO3纳米管阵列的抗菌、成骨和成血管活性[D]. 陈毅.太原理工大学 2017
[2]一种基于特殊微弧氧化法制备有序TiO2介孔材料的初步研究[D]. 常成梁.太原理工大学 2015
[3]新型医用无镍不锈钢（BIOSSN4）的生物相容性评价—体外细胞毒性实验[D]. 刘莹.中国医科大学 2010
本文编号：3081927
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 骨植入材料
1.1.1 骨的基本特性
1.1.2 骨植入材料的发展历程
1.1.3 植入体材料的基本要求
1.2 生物医用钛及钛合金
1.2.1 钛及其合金的基本特性
1.2.2 医用钛合金的发展历程
1.2.3 国内外医用钛合金的应用
1.3 钛基植入体表面改性
1.3.1 机械改性方法
1.3.2 物理改性方法
1.3.3 化学改性方法
1.4 电化学方法制备仿生化结构
1.4.1 植入体表面修饰的一般规律
1.4.2 前期工作介绍
1.5 Sr元素的生物学效应
1.6 本课题的主要内容
1.7 选题的目的及意义
第二章 负载Sr微/纳复合结构的制备及表征
2.1 样品制备及表征设备
2.2 实验材料及药品
2.3 MNT膜层的制备
2.4 Sr元素负载工艺的探索与优化
2.4.1 水热负载Sr元素可行性探究
2.4.2 负载Sr的MNT膜层参数优化
2.5 Sr掺杂MNT膜层的相关表征
2.5.1 表征方法
2.5.2 表征结果与讨论
2.5.3 表征总结
2.6 功能化的MNT膜层形成过程分析
2.7 本章小结
第三章 Sr掺杂微/纳复合结构的生物相容性评价
3.1 主要实验设备
3.2 实验材料与试剂
3.3 实验方法
3.3.1 细胞培养基及胰蛋白酶的配置
3.3.2 细胞培养
3.3.3 细胞毒性
3.3.4 细胞黏附
3.3.5 细胞增殖
3.3.6 细胞骨架复染
3.3.7 细胞形态
3.3.8 数据统计分析
3.4 实验结果与讨论
3.4.1 细胞活死
3.4.2 细胞粘附结果与分析
3.4.3 细胞增殖结果与分析
3.4.4 细胞骨架复染结果与分析
3.4.5 细胞扫描结果与分析
3.5 植入体表面形貌与功能物质协同作用原理
3.6 本章小结
第四章 Sr掺杂微/纳复合结构的骨生成能力
4.1 主要实验设备
4.2 实验药品及试剂
4.3 实验方法
4.3.1 骨诱导培养基的配制
4.3.2 成骨细胞的骨诱导培养
4.3.3 碱性磷酸酶活性
4.3.4 胶原分泌
4.3.5 细胞外基质矿化
4.3.6 数据统计分析
4.4 实验结果与讨论
4.4.1 ALP分泌
4.4.2 胶原分泌
4.4.3 细胞外基质矿化
4.5 本章小结
第五章 总结
参考文献
致谢
硕士期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Bioadaptability: An Innovative Concept for Biomaterials[J]. Yingjun Wang. Journal of Materials Science & Technology. 2016(09)
[2]人体硬组织植入材料的研究概况[J]. 张祎,郝志彪,张晓虎,康健. 炭素技术. 2006(03)
[3]医用钛合金的发展及研究现状[J]. 宁聪琴,周玉. 材料科学与工艺. 2002(01)
硕士论文
[1]Ag2O纳米颗粒负载SrTiO3纳米管阵列的抗菌、成骨和成血管活性[D]. 陈毅.太原理工大学 2017
[2]一种基于特殊微弧氧化法制备有序TiO2介孔材料的初步研究[D]. 常成梁.太原理工大学 2015
[3]新型医用无镍不锈钢（BIOSSN4）的生物相容性评价—体外细胞毒性实验[D]. 刘莹.中国医科大学 2010
本文编号：3081927
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3081927.html
