掺锶生物玻璃及其与羟基磷灰石复合材料的制备及溶解性研究

发布时间：2017-04-09 08:08

  本文关键词：掺锶生物玻璃及其与羟基磷灰石复合材料的制备及溶解性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：摘要：生物玻璃与羟基磷灰石都因其有很好的生物相容性和生物活性而成为生物材料研究的一大热点,但生物玻璃溶解速率过快,影响其作为植入体的长期稳定性,而羟基磷灰石溶解速率则较慢。此外,人体骨中除了主要的无机成分羟基磷灰石还含有少量的锶、镁等元素,而锶元素能促进成骨细胞增殖,治疗骨质疏松症。 本文以58S生物玻璃为基础,采用溶胶-凝胶法制备不同锶含量改性的生物玻璃(CaO-P2O5-SiO2-SrO),并与沉淀法制备的纳米羟基磷灰石制成复合材料。分别采用x射线衍射和扫描电子显微镜对样品的相成分和形貌进行表征,采用浸泡法分别研究锶改性生物玻璃和掺锶生物玻璃/羟基磷灰石复合材料在三羟甲基氨基甲烷(Tris)和模拟体液(SBF)中的溶解和生物矿化行为。采用MC3T3-E1型小鼠成骨细胞进行细胞培养研究锶改性生物玻璃表面的细胞粘附行为。 获得的主要研究结果如下： (1)用锶部分取代钙制成的锶改性生物玻璃具有可以调控的溶解速率,锶的加入可以抑制生物玻璃的溶解,随锶含量增加其溶解速率进一步降低。 (2)锶改性生物玻璃具有良好的生物活性,在模拟体液中,锶元素参与生物玻璃的生物矿化,并且随锶元素含量增加,羟基磷灰石的结晶性减弱,但人体骨本身为弱结晶性,这可能加强了其生物活性。 (3)在掺锶生物玻璃细胞相容性实验中,5wt%SrO含量的生物玻璃表面吸附的细胞密度更大,细胞伪足多,形态更好,覆盖面积更大,能紧密的吸附在材料表面,说明5wt%SrO含量的生物玻璃具有更好的生物活性和细胞亲和性。 (4)不同比例的掺锶生物玻璃/羟基磷灰石复合材料在SBF模拟体液中都表现出良好的诱导形成羟基磷灰石的能力,其生物矿化能力随复合材料中掺锶生物玻璃的含量增加而增强。 (5)掺锶生物玻璃/羟基磷灰石复合材料的溶解行为和生物矿化结果表明,通过调控掺锶生物玻璃在掺锶生物玻璃/羟基磷灰石复合材料的含量,可以调控复合材料的溶解速率即各离子的溶出速率,进而有效调控其降解速率。 共有图24幅,表10个,参考文献71篇。
【关键词】：溶胶-凝胶法 生物玻璃 羟基磷灰石 锶 溶解性 复合材料 成骨细胞
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-22
• 1.1 生物材料发展概况10-11
• 1.1.1 生物材料概述10-11
• 1.2 生物医用材料的分类11-14
• 1.2.1 医用金属材料11-12
• 1.2.2 生物医用高分子材料12-13
• 1.2.3 生物陶瓷材料13
• 1.2.4 生物医用复合材料13-14
• 1.3 生物玻璃14-16
• 1.3.1 硅酸盐生物玻璃材料14-15
• 1.3.2 硼酸盐生物玻璃材料15
• 1.3.3 生物玻璃的制备方法15
• 1.3.4 生物玻璃材料的生物活性15-16
• 1.4 羟基磷灰石16-19
• 1.4.1 羟基磷灰石简介16-17
• 1.4.2 羟基磷灰石的制备方法17-19
• 1.5 生物材料的体外评价方法19
• 1.6 选题的主要意义和目的19-21
• 1.7 研究内容21-22
• 2 材料的制备及表征22-31
• 2.1 实验原料及设备22-24
• 2.2 样品的制备24-26
• 2.2.1 掺锶生物玻璃的制备24-25
• 2.2.2 掺锶生物玻璃/羟基磷灰石复合材料的制备25-26
• 2.3 样品的检测与表征26-31
• 2.3.1 样品的物相分析26-27
• 2.3.2 样品差热扫描分析和热重分析27
• 2.3.3 样品表面形貌及元素分析27
• 2.3.4 体外浸泡实验27-29
• 2.3.5 掺锶生物玻璃的细胞学评价29-31
• 3 掺锶生物玻璃的性能表征31-44
• 3.1 引言31
• 3.2 DSC热重曲线31-32
• 3.3 XRD物相分析32-33
• 3.4 含锶生物玻璃的溶解行为和生物矿化33-41
• 3.4.1 Tris溶液浸泡33-37
• 3.4.2 SBF模拟体液中的生物矿化37-41
• 3.5 细胞培养实验41-43
• 3.6 本章小结43-44
• 4 掺锶生物玻璃与羟基磷灰石复合材料的性能表征44-58
• 4.1 引言44
• 4.2 XRD物相分析44-45
• 4.3 复合材料表面形貌45-46
• 4.4 复合材料的溶解行为及生物矿化46-57
• 4.4.1 Tris溶液浸泡46-52
• 4.4.2 SBF模拟体液中的生物矿化52-57
• 4.5 本章小结57-58
• 5. 本文主要发现与结论58-60
• 参考文献60-65
• 攻读学位期间主要的研究成果65-66
• 致谢66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：294807