聚乙烯醇和硅酸钙骨支架的制备及成性机理研究

发布时间：2017-04-27 05:01

  本文关键词：聚乙烯醇和硅酸钙骨支架的制备及成性机理研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：摘要：生物可降解聚合物和生物活性陶瓷是两种应用最为广泛的骨支架材料。特别是其中聚乙烯醇(PVA)具有韧性好、易于加工成型和降解速率可控等优点,硅酸钙(CaSiO3)具有硬度大、生物活性和生物相容性良好等特点。本文选用具有代表性的PVA和CaSiO3为研究对象,以选择性激光烧结(SLS)为成型工艺,分别制备了PVA、CaSiO3与PVA/CaSiO3复合支架并进行了成性机理研究。论文主要的工作和创新有： 1)基于6050控制卡的动态链接库,在Delphi语言环境下开发了SLS制备骨支架的控制软件,该软件具有激光成型、状态监测和紧急情况处理等模块。 2)通过SLS实验获得了一组PVA支架的最优工艺参数,在此工艺参数下制备了多种具有定制外形和互连多孔结构的支架,其孔隙率可达82.35%。而且细胞在支架上的粘附和生长能力强,但是模拟体液(SBF)中没有发现类骨磷灰石层在支架上形成。 3)利用SLS制备了多孔CaSiO3支架,研究了其在不同工艺参数下的成型机理。发现随着激光功率的增加(0-18W),由于支架致密化程度和物相组成的变化,支架机械性能先增大后减小。而且CaSiO3支架具有良好的生物活性、细胞相容性和骨诱导性。 4)为了综合PVA和CaSiO3的优点并弥补缺点,制备了PVA/CaSiO3复合骨支架。发现相对于PVA支架,含有15wt%CaSiO3的复合支架压缩强度提高了43.28%,压缩模量提高了61.22%。同时复合支架还具有良好的生物活性和细胞相容性。
【关键词】：选择性激光烧结 聚乙烯醇 硅酸钙 复合支架 组织工程
【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4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-21
• 1.1 骨组织工程10-12
• 1.1.1 骨组织工程概述10-11
• 1.1.2 人工骨支架的作用与性能要求11-12
• 1.2 人工骨支架种类12-15
• 1.2.1 人工合成材料制备的骨支架12-13
• 1.2.2 天然材料制备的骨支架13-14
• 1.2.3 不同材料复合制备的骨支架14-15
• 1.3 人工骨支架的制备方法15-18
• 1.3.1 传统制备方法15-16
• 1.3.2 快速成型技术16-18
• 1.4 人工骨支架存在的问题及发展前景18-19
• 1.5 创新点和研究内容19-21
• 1.5.1 研究思路与创新点19-20
• 1.5.2 研究内容20-21
• 2 多孔聚乙烯醇支架的制备及成性机理研究21-39
• 2.1 控制软件开发21-26
• 2.1.1 激光烧结系统硬件组成21-23
• 2.1.2 控制软件开发23-26
• 2.2 测试和表征26-28
• 2.3 复杂多孔支架设计及制备28-31
• 2.3.1 复杂多孔支架设计28-29
• 2.3.2 聚乙烯醇支架制备29-31
• 2.4 激光功率对聚乙烯醇支架微观结构影响31-33
• 2.4.1 原材料31
• 2.4.2 激光功率对聚乙烯醇支架表面形貌的影响31-33
• 2.4.3 激光功率对聚乙烯醇支架物相组成的影响33
• 2.5 聚乙烯醇支架的机械性能和孔隙率33-36
• 2.5.1 聚乙烯醇支架机械性能33-35
• 2.5.2 聚乙烯醇支架孔隙率35-36
• 2.6 复杂多孔聚乙烯醇支架生物学性能36-37
• 2.6.1 聚乙烯醇支架生物活性36
• 2.6.2 聚乙烯醇支架生物相容性36-37
• 2.7 本章小结37-39
• 3 多孔硅酸钙陶瓷支架的制备及成性机理研究39-51
• 3.1 硅酸钙支架制备39-40
• 3.2 激光功率对硅酸钙支架微观结构的影响40-43
• 3.2.1 原材料40
• 3.2.2 激光功率对硅酸钙支架表面形貌的影响40-41
• 3.2.3 激光功率对硅酸钙支架物相组成的影响41-42
• 3.2.4 激光功率对硅酸钙支架分子基团的影响42-43
• 3.3 激光功率对硅酸钙支架机械性能的影响43-45
• 3.4 硅酸钙支架生物学性能45-49
• 3.4.1 硅酸钙支架生物活性45-46
• 3.4.2 硅酸钙支架细胞相容性46-48
• 3.4.3 硅酸钙支架骨传导性48-49
• 3.5 本章小结49-51
• 4 聚乙烯醇/硅酸钙复合骨支架的制备及成性机理研究51-61
• 4.1 复合支架设计与制备51-53
• 4.2 聚乙烯醇/硅酸钙复合支架微观结构53-56
• 4.2.1 聚乙烯醇/硅酸钙复合材料制备53-54
• 4.2.2 聚乙烯醇/硅酸钙复合支架表面形貌54-56
• 4.3 聚乙烯醇/硅酸钙复合支架机械性能56-57
• 4.4 聚乙烯醇/硅酸钙复合支架生物学性能57-59
• 4.4.1 聚乙烯醇/硅酸钙复合支架生物活性57-58
• 4.4.2 聚乙烯醇/硅酸钙复合支架细胞相容性58-59
• 4.5 本章小结59-61
• 5 全文总结与展望61-63
• 5.1 全文总结61-62
• 5.2 研究展望62-63
• 参考文献63-71
• 攻读学位期间主要的研究成果目录71-73
• 致谢73

【参考文献】

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本文编号：329927