抗菌和抗肿瘤活性的微量元素掺杂羟基磷灰石研究
发布时间：2021-09-06 19:55
羟基磷灰石[Ca10（PO4）6（OH）2,HA]具有优异的生物相容性是生物硬组织的主要矿物质,人工合成羟基磷灰石是临床上应用广泛的硬组织替代材料,特别是在骨骼和牙齿矿化组织中。但是人工合成的羟基磷灰石在使用的过程中遇到了许多问题:细菌感染,种植体松动等。二次手术给患者带来了二次痛苦。研究发现人工合成的羟基磷灰石和天然的羟基磷灰石在结构和组成上有着明显的差异,天然的羟基磷灰石是非化学计量的并含有大量的其他离子CO32-,Mg2+,K+,Na+,Mn2+,HPO42-和SiO44-。针对这些问题,我们希望引入生物活性离子,探究微量元素对天然羟基磷灰石的晶体结构,生物活性,抑菌性和抗肿瘤活性的影响。本文目前取得的主要结果如下:微量Ga3+掺杂羟基磷灰石的制备以及生物学效应的研究。通过水热合成法成功制备了Ga3+
【文章来源】：上海师范大学上海市
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
骨骼的分级结构示意图[5]
上海师范大学硕士学位论文第1章绪论3质、牙髓四个部分组成。[8]牙釉质是人体中最坚硬的硬组织，牙釉质的莫氏硬度等级为5，其杨氏模量为83GPa。它也是人体中矿化程度最高的物质，96％由矿物质组成，主要矿物是羟基磷灰石，其余部分则由水和有机材料组成。牙釉质不包含在其他硬组织（如牙本质和骨骼）中的胶原蛋白，但它确实包含两种独特的蛋白质：釉原蛋白和釉蛋白。牙釉质一旦完全形成，它就不会包含血管和神经。牙齿的再矿化可以能在一定程度上修复牙齿的损伤，但是超出此范围的后是人体无法修复的。人类牙釉质的维护和修复是牙科的主要问题之一。牙釉质的基本单位称为釉柱。釉柱的直径为4-8μm，是一种紧密排列的羟基磷灰石晶体。釉柱顶部朝向牙齿的冠部，而底部朝向牙齿的根部。成釉细胞和Tomes过程影响釉柱结晶的形式。顶部的牙釉质晶体平行于釉柱的长轴，在釉柱底部时牙釉质晶体生长方向与长轴略有偏移，大约在65o。牙本质通常在冠部被牙釉质覆盖，在根部被牙骨质覆盖，并围绕整个牙髓。牙本质是一种骨样基质，是多孔的黄色材料。它由70％的无机材料（主要是羟基磷灰石和一些非晶态无定形磷酸钙），20％的有机材料（其中90％是1型胶原蛋白和剩余的10％的磨碎物质，其中包括牙本质特异性蛋白质）组成，以及10％的水（吸附在晶体之间）[9]。牙本质比牙釉质的矿化度和脆性小，是支撑牙釉质的必要条件。牙本质的莫氏硬度等级约为3。因为它比搪瓷柔软，所以如果不加以适当处理，它会更快地腐烂并遭受严重的蛀牙，但是由于其弹性，它是搪瓷的良好支撑。其柔韧性可防止脆性搪瓷破裂。[10]图1-2人类牙齿组成与结构示意图
上海师范大学硕士学位论文第1章绪论9图1-3羟基磷灰石结构示意图1.3.2羟基磷灰石制备方法羟基磷灰石制备方法可分为以下几种方法干法、湿法和高温处理法[75]。干法又可分为固相反应法和机械法。固态反应法是一种相对简单的方法，可用于大量生产HA粉末[76,77]。典型的合成过程是先研磨前体，然后在非常高的温度（例如1000°C）下煅烧。前体可以是各种类型的含钙和磷酸盐的化学物质，也可以是先前制备的CaP盐。高温煅烧可形成良好结晶的结构。缺点就是由于离子在固相中的扩散系数较小，其结果导致合成的粉末不均匀[78]。机械合成方法，是一种用于制造各种先进材料的简单方法[79,80]。通常与产生具有不规则形状的异质颗粒的固态方法相反，使用机械合成方法合成的粉末通常具有明确的结构。原料一般有无水磷酸氢钙(CaHPO4)，氧化钙(CaO)碳酸钙(CaCO3)，磷酸钙((Ca)3(PO4)2)，五氧化二磷(P2O5)等通过长时间球磨机械混合，无需在高温下进行进一步热处理，即可实现高结晶度的单相羟基磷灰石。[81,82]湿法应用于具有规则形貌的纳米尺寸结构的HA颗粒的制备，湿化学反应在控制粉末的形态和平均尺寸方面具有优势。在各种湿法处理方法中，常规化学沉淀法是合成HA的最简单方法。化学沉淀是基于以下事实：在室温和pH4.2下，HA在水溶液中的溶解度最低，通常是最稳定的CaP相。然而，沉淀反应通常在高于4.2的pH值和从室温到接近沸点的温度范围内的温度下进行。在1990年代，OCP的水解制备HA也得到了一些关注[83]，HA可以通过水解其他CaP相（包括DCPA，磷酸氢钙二水合物（DCPD和TCP）来制备。然而，在过去的十年中，这种转化对于制备HA颗粒并没有引起太大兴趣，这可能是由于OCP水解速度慢和OCP引入。溶胶-凝胶法是湿法合成HA的首批?
【参考文献】：
期刊论文
[1]人工膝关节的生物摩擦学特点[J]. 赵艳,王禹. 中国组织工程研究与临床康复. 2010(22)
[2]阴离子氨基酸表面活性剂调控下水热合成羟基磷灰石纳米片[J]. 李丽颖,宋文华,陈铁红. 物理化学学报. 2009(11)
本文编号：3388077
【文章来源】：上海师范大学上海市
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
骨骼的分级结构示意图[5]
上海师范大学硕士学位论文第1章绪论3质、牙髓四个部分组成。[8]牙釉质是人体中最坚硬的硬组织，牙釉质的莫氏硬度等级为5，其杨氏模量为83GPa。它也是人体中矿化程度最高的物质，96％由矿物质组成，主要矿物是羟基磷灰石，其余部分则由水和有机材料组成。牙釉质不包含在其他硬组织（如牙本质和骨骼）中的胶原蛋白，但它确实包含两种独特的蛋白质：釉原蛋白和釉蛋白。牙釉质一旦完全形成，它就不会包含血管和神经。牙齿的再矿化可以能在一定程度上修复牙齿的损伤，但是超出此范围的后是人体无法修复的。人类牙釉质的维护和修复是牙科的主要问题之一。牙釉质的基本单位称为釉柱。釉柱的直径为4-8μm，是一种紧密排列的羟基磷灰石晶体。釉柱顶部朝向牙齿的冠部，而底部朝向牙齿的根部。成釉细胞和Tomes过程影响釉柱结晶的形式。顶部的牙釉质晶体平行于釉柱的长轴，在釉柱底部时牙釉质晶体生长方向与长轴略有偏移，大约在65o。牙本质通常在冠部被牙釉质覆盖，在根部被牙骨质覆盖，并围绕整个牙髓。牙本质是一种骨样基质，是多孔的黄色材料。它由70％的无机材料（主要是羟基磷灰石和一些非晶态无定形磷酸钙），20％的有机材料（其中90％是1型胶原蛋白和剩余的10％的磨碎物质，其中包括牙本质特异性蛋白质）组成，以及10％的水（吸附在晶体之间）[9]。牙本质比牙釉质的矿化度和脆性小，是支撑牙釉质的必要条件。牙本质的莫氏硬度等级约为3。因为它比搪瓷柔软，所以如果不加以适当处理，它会更快地腐烂并遭受严重的蛀牙，但是由于其弹性，它是搪瓷的良好支撑。其柔韧性可防止脆性搪瓷破裂。[10]图1-2人类牙齿组成与结构示意图
上海师范大学硕士学位论文第1章绪论9图1-3羟基磷灰石结构示意图1.3.2羟基磷灰石制备方法羟基磷灰石制备方法可分为以下几种方法干法、湿法和高温处理法[75]。干法又可分为固相反应法和机械法。固态反应法是一种相对简单的方法，可用于大量生产HA粉末[76,77]。典型的合成过程是先研磨前体，然后在非常高的温度（例如1000°C）下煅烧。前体可以是各种类型的含钙和磷酸盐的化学物质，也可以是先前制备的CaP盐。高温煅烧可形成良好结晶的结构。缺点就是由于离子在固相中的扩散系数较小，其结果导致合成的粉末不均匀[78]。机械合成方法，是一种用于制造各种先进材料的简单方法[79,80]。通常与产生具有不规则形状的异质颗粒的固态方法相反，使用机械合成方法合成的粉末通常具有明确的结构。原料一般有无水磷酸氢钙(CaHPO4)，氧化钙(CaO)碳酸钙(CaCO3)，磷酸钙((Ca)3(PO4)2)，五氧化二磷(P2O5)等通过长时间球磨机械混合，无需在高温下进行进一步热处理，即可实现高结晶度的单相羟基磷灰石。[81,82]湿法应用于具有规则形貌的纳米尺寸结构的HA颗粒的制备，湿化学反应在控制粉末的形态和平均尺寸方面具有优势。在各种湿法处理方法中，常规化学沉淀法是合成HA的最简单方法。化学沉淀是基于以下事实：在室温和pH4.2下，HA在水溶液中的溶解度最低，通常是最稳定的CaP相。然而，沉淀反应通常在高于4.2的pH值和从室温到接近沸点的温度范围内的温度下进行。在1990年代，OCP的水解制备HA也得到了一些关注[83]，HA可以通过水解其他CaP相（包括DCPA，磷酸氢钙二水合物（DCPD和TCP）来制备。然而，在过去的十年中，这种转化对于制备HA颗粒并没有引起太大兴趣，这可能是由于OCP水解速度慢和OCP引入。溶胶-凝胶法是湿法合成HA的首批?
【参考文献】：
期刊论文
[1]人工膝关节的生物摩擦学特点[J]. 赵艳,王禹. 中国组织工程研究与临床康复. 2010(22)
[2]阴离子氨基酸表面活性剂调控下水热合成羟基磷灰石纳米片[J]. 李丽颖,宋文华,陈铁红. 物理化学学报. 2009(11)
本文编号：3388077
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