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钛表面电沉积磁性羟基磷灰石涂层的研究

发布时间:2018-10-17 14:37
【摘要】:钛材作为一种常用的生物材料,被广泛应用于临床骨科。它虽然具有优异的力学性能和生物相容性,却缺乏表面生物活性,与骨组织仅为惰性结合,骨整合性差,这些缺陷使得它在植入体领域的应用受到了一定限制。 羟基磷灰石(hydroxyapatite,简称HA),作为一种具有良好生物活性及生物相容性的生物材料,是人体骨骼和牙齿中的主要无机成分,被广泛应用到医学领域,比如用作骨损伤的填充和修复替代材料。相关研究表明,普通羟基磷灰石具有良好的生物相容性,但其不能刺激前体细胞分化成成骨细胞;另一方面,磁场能够刺激前体细胞分化为成骨细胞,却不能连接长骨损伤之间的间隙。本论文结合二者优点,制备出具有磁性的羟基磷灰石,磁性羟基磷灰石既具备普通羟基磷灰石生物相容性好的优点,又能诱导和刺激前体细胞分化。 通过电沉积法将羟基磷灰石和磁性羟基磷灰石沉积到钛材表面,将钛材和羟基磷灰石的优点相结合,,既可以利用钛材优异的力学性能,还可以充分利用羟基磷灰石和磁性羟基磷灰石优异的生物相容性和骨诱导性。 本研究的主要内容包括: ①羟基磷灰石和磁性羟基磷灰石的制备及表征:采用共沉淀法制备羟基磷灰石和磁性羟基磷灰石,分别通过XRD、FTIR、模拟法、磁滞回线对材料进行表征; ②钛材表面处理及表征:通过电沉积法将羟基磷灰石、磁性羟基磷灰石分别沉积到钛材表面,采用FTIR、XRD及SEM对其进行表征; ③SD大鼠乳鼠成骨细胞的原代培养以及鉴定:利用差速贴壁法分离纯化、培养成骨细胞,利用形态观察、茜素红及碱性磷酸酶染色法鉴定成骨细胞; ④改性钛材的生物学评价:将成骨细胞接种到材料表面,4天后,利用MTT法检测细胞的增殖情况;并通过对其ALP的活性进行检测,揭示其分化情况。 本研究结果表明:成功合成了羟基磷灰石和磁性羟基磷灰石;并通过电沉积法成功地将羟基磷灰石和磁性羟基磷灰石分别沉积到钛材表面;细胞学评价证实,改性后的钛材有利于成骨细胞的生长。
[Abstract]:Titanium, as a commonly used biomaterial, is widely used in clinical orthopedics. Although it has excellent mechanical properties and biocompatibility, it lacks surface biological activity, inert binding with bone tissue and poor bone integration. These defects restrict its application in implant field. Hydroxyapatite (hydroxyapatite,), as a bioactive and biocompatible biomaterial, is the main inorganic component in human bone and teeth, and has been widely used in the field of medicine. For example, it is used as an alternative material for filling and repairing bone injury. Related studies have shown that common hydroxyapatite has good biocompatibility, but it can not stimulate precursor cells to differentiate into osteoblasts, on the other hand, magnetic field can stimulate precursor cells to differentiate into osteoblasts. But it can't connect the gap between long bone injuries. In this paper, the preparation of magnetic hydroxyapatite with the advantages of the two advantages, magnetic hydroxyapatite has the advantages of good biocompatibility of ordinary hydroxyapatite, but also can induce and stimulate the differentiation of precursor cells. Hydroxyapatite and magnetic hydroxyapatite were deposited on the surface of titanium by electrodeposition, and the advantages of titanium and hydroxyapatite were combined to make use of the excellent mechanical properties of titanium. The excellent biocompatibility and bone inductivity of hydroxyapatite and magnetic hydroxyapatite can also be fully utilized. The main contents of this study are as follows: 1 preparation and characterization of hydroxyapatite and magnetic hydroxyapatite: hydroxyapatite and magnetic hydroxyapatite were prepared by co-precipitation method and simulated by XRD,FTIR, respectively. (2) Surface treatment and characterization of titanium: hydroxyapatite and magnetic hydroxyapatite were deposited on titanium surface by electrodeposition method and characterized by FTIR,XRD and SEM. Primary culture and identification of 3SD rat osteoblasts: osteoblasts were isolated and cultured by differential adherence method, and osteoblasts were identified by morphological observation, alizarin red and alkaline phosphatase staining. (4) Biological evaluation of modified titanium: osteoblasts were inoculated on the surface of the material. After 4 days, the proliferation of the cells was detected by MTT method, and the activity of ALP was detected to reveal the differentiation of the cells. The results show that hydroxyapatite and magnetic hydroxyapatite have been synthesized successfully, and the hydroxyapatite and magnetic hydroxyapatite have been successfully deposited on titanium surface by electrodeposition. The modified titanium is beneficial to the growth of osteoblasts.
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:R318.08

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