纳米纤维和纳米化渗氮钛合金的成骨性能研究

发布时间：2020-05-05 08:55

【摘要】：人工骨修复材料或引导骨再生材料在现今骨移植手术中有极其重要的作用。寻找或者制造良好生物特性的引导骨再生材料一直是骨科研究的重要课题之一。本文主要通过使用引导骨再生高分子材料聚己内脂明胶混合静电纺丝纳米纤维与表面改性金属材料生物医用钛合金Ti6Al4V,研究其生物相容性及体外引导骨再生性能,探究其是否可作为合格的人工骨修复材料或引导骨再生材料。本文通过静电纺丝技术制备不同比例聚己内脂明胶混合纤维(PCL、P7G3、P5G5、P3G7、cP7G3、cP5G5、cP3G7);通过超声波纳米滚压技术与离子渗氮对Ti6Al4V表面改性处理(untreated、USRP1、USRP2、USRP1+PN、USRP2+PN)。对材料形貌、表面性质及化学成分进行表征;并测试材料的生物相容性与成骨性能。研究结果表明:(1)随着明胶含量的增加,聚己内脂明胶复合纤维会发生黏结;但是由于明胶中富含大量氨基与羧基致使其具备良好的润湿性,且京尼平交联不会影响纤维润湿性;京尼平交联与聚己内脂含量的增加会明显提升纳米纤维的力学性能;由于有类似于细胞外基质的结构成分,聚己内脂明胶复合纤维有优异的生物相容性与成骨性能。(2)不同表面改性处理后的Ti6Al4V有不同的表面形貌与粗糙度,其中USRP1+PN的粗糙度最大,达到268nm;纳米化程度会增加钛合金表面自由能、增加表面润湿性,但是由于渗氮层本身疏水性质,导致USRP+PN钛合金接触角增加,达到82.7°与81.6°;XRD结果表明等离子渗氮以后在钛合金表层附着一层TiN与Ti_2N构成的渗氮层;由于粗糙度的影响与渗氮层含氮基团与成骨分化分泌的透明质烷吸附的作用,纳米化渗氮复合处理钛合金有更优秀的生物相容性与成骨性能,其中USRP1+PN最为显著。
【图文】：

图 1-1 静电纺丝纳米纤维过程Fig. 1-1 The processing of Electrospinning的影响因素很多，其中最重要的便是临界条件—成良好稳定的泰勒锥，继而形成稳定连续的微纳是很重要的条件。只有在电荷斥力与液滴表面张电纺。同时聚合物溶液的本身性质也十分重要，，也就是说其本身分子链的缠结或者成分等密切过电场之作用才可以形成很细的纳米纤维，否则响分子链缠结的因素主要是液体的溶液黏度，，因适当大才会电纺出良好性质的微纳米纤维。静电对纤维的形貌性质等产生重要的影响，目前已、喷头直径电纺环境温度及湿度等。通过调整以

PLGA 纳米纤维中包覆 HAp 和 BMP-2 活性因子。其中 HAp 因子是。这种纳米纤维可以快速释放成骨活性因子长达 60 天而持续促进上述研究制备的纳米纤维并没有综合力学性能与生物成骨性能考脂明胶静电纺丝纳米纤维还没有运用在引导骨再生领域，本文将系引导骨再生膜研究其成骨性能。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R318.08;TG178

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