TPU三维多孔支架的制备及其表面改性研究

发布时间：2021-02-06 18:04

　　骨移植替代物（骨组织工程支架）是骨科中一个不断发展的领域。与广泛应用于组织工程领域的合成高分子如聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）相比,热塑性聚氨酯（TPU）由于其具有良好的弹性、柔韧性以及可调控的结构性质,并且能够与骨骼保持紧密接触为细胞增殖和骨生长提供稳定的骨-材料界面环境,受到了广泛关注。但是,TPU支架的亲水性差且细胞识别位点少,从而限制TPU支架的发展。因此,如何制备出具有较高孔隙率、合适的力学强度和良好生物相容性等优点的TPU支架仍然面临挑战。本论文重点研究TPU三维多孔支架制备及对其表面进行功能化修饰,主要工作包括:1.基于真空辅助/热致相分离/溶液浇注/粒子沥滤技术,分别结合物理共混与超声辅助方法制备获得了两种TPU/纳米羟基磷灰石（HA）复合三维多孔支架。结果表明,TPU/HA复合支架具有三维多孔结构,同时具有良好的内部连通性。超声辅助方法使HA纳米颗粒均匀分散于TPU支架表面。在TPU支架中添加HA能明显提高支架的综合性能。超声辅助技术制备的复合支架其亲水性能、吸水性能、力学性能以及细胞相容性都优于物理共混方法制备的复合支架。2.为了增强TPU/HA复合支架中TP... 

【文章来源】：福建工程学院福建省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 组织工程
    1.2 骨组织
        1.2.1 骨组织的结构与功能
        1.2.2 骨细胞
        1.2.3 骨的细胞外基质
    1.3 骨组织工程材料的要求
    1.4 组织工程材料概述
        1.4.1 金属材料
        1.4.2 生物陶瓷
        1.4.3 高分子材料
        1.4.4 复合材料
    1.5 支架的制备技术
        1.5.1 静电纺丝
        1.5.2 热致相分离
        1.5.3 溶剂浇注/粒子沥滤
        1.5.4 分子自组装
        1.5.5 三维生物打印
    1.6 医用聚氨酯
        1.6.1 聚氨酯支架
        1.6.2 聚氨酯在骨科中的应用
    1.7 研究意义以及研究内容
        1.7.1 研究意义
        1.7.2 研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验材料
    2.2 实验设备
    2.3 超声辅助技术制备TPU/HA复合三维多孔支架
    2.4 聚多巴胺修饰TPU/HA三维多孔支架
    2.5 聚多巴胺涂层修饰HA纳米颗粒
    2.6 双层p-HA颗粒修饰TPU支架的制备
    2.7 支架的测试与表征
        2.7.1 扫描电子显微镜
        2.7.2 X射线衍射分析
        2.7.3 热失重分析
        2.7.4 傅里叶红外光谱仪
        2.7.5 X射线光电子能谱
        2.7.6 孔隙率测试
        2.7.7 吸水性能测试
        2.7.8 亲水性能测试
        2.7.9 力学性能测试
        2.7.10 动态力学性能
    2.8 MTT细胞增殖实验
    2.9 细胞形貌观察
    2.10 统计学分析
第三章 TPU/HA三维多孔复合支架的制备及性能表征
    3.1 引言
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 超声制备复合支架的制备流程
        3.2.2 TPU/HA复合支架材料的微观结构与形貌
        3.2.3 TPU/HA复合支架材料的的热稳定性能
        3.2.4 TPU/HA复合支架材料的XRD分析
        3.2.5 TPU/HA复合支架材料的FTIR分析
        3.2.6 TPU/HA复合支架材料的的亲水性能
        3.2.7 TPU/HA复合支架材料的吸水性能
        3.2.8 TPU/HA复合支架材料的机械性能
        3.2.9 MTT增殖实验
        3.2.10 细胞形貌观察
    3.3 本章小节
第四章 PDA-HA@TPU三维多孔复合支架的制备及性能表征
    4.1 引言
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 聚多巴胺涂层修饰TPU/HA支架材料的形貌
        4.2.2 聚多巴胺涂层修饰TPU/HA支架材料的表面成分分析
        4.2.3 聚多巴胺涂层修饰TPU/HA支架材料的亲水性能
        4.2.4 聚多巴胺涂层修饰TPU/HA支架材料的机械性能
        4.2.5 聚多巴胺涂层修饰TPU/HA支架材料的动态力学性能
        4.2.6 细胞形貌观察
        4.2.7 MTT增殖实验
    4.3 本章小节
第五章 p-HA@TPU/p-HA复合支架的制备及性能表征
    5.1 引言
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 p-HA纳米颗粒的制备
            5.2.1.1 p-HA纳米颗粒形态
            5.2.1.2 p-HA纳米颗粒的热稳定性
            5.2.1.3 p-HA纳米颗粒的XRD分析
            5.2.1.4 p-HA纳米颗粒的FTIR分析
        5.2.2 TPU/p-HA复合支架材料的微观结构与形貌
        5.2.3 TPU/p-HA复合支架材料的热稳定性能
        5.2.4 TPU/p-HA复合支架材料的亲水性能与吸水性能
        5.2.5 TPU/p-HA复合支架材料的机械性能
        5.2.6 TPU/p-HA复合支架材料的动态力学性能
        5.2.7 MC3T3-E1细胞在TPU/p-HA复合支架上的形态观察
        5.2.8 MTT增殖实验
    5.3 本章小节
结论
参考文献
致谢
个人简历
在校学习期间的研究成果及发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]三维纳米纤维组织工程支架的研究进展[J]. 刘瑞来,陈良壁,唐春怡.  德州学院学报. 2014(04)
[2]Bone tissue engineering via nanostructured calcium phosphate biomaterials and stem cells[J]. Ping Wang,Liang Zhao,Jason Liu,Michael D Weir,Xuedong Zhou,Hockin H K Xu.  Bone Research. 2014(03)
[3]热致相分离法制备聚合物微孔材料[J]. 阮文祥,王建黎,计建炳,姚克俭,俞晓梅.  高分子通报. 2006(02)

博士论文
[1]可降解聚氨酯弹性体的合成、改性及其用于血管组织再生[D]. 朱同贺.东华大学 2018
[2]医用聚合物组织工程支架的制备方法及其结构性能研究[D]. 米皓阳.华南理工大学 2015



本文编号：3020866