调控钙含量及复合掺锌硅酸钙和多巴胺改性PLGA微球改进磷酸钙骨水泥的基础性能、成骨性能和可降解性的研究
发布时间：2022-01-16 16:27
磷酸钙骨水泥（CPC）具有可注射、可塑形、原位等温自固化等特性,以及良好的生物相容性和骨传导性,在骨修复材料领域得到广泛的应用。但CPC也存在力学强度不高、降解速度较慢以及缺乏骨诱导性等方面的局限性,限制了其进一步发展。本研究通过调控钙含量、复合掺锌硅酸钙引入硅/锌双功能性离子、复合改性聚乳酸-羟基乙酸（PLGA）微球的方式对CPC进行改性,以解决CPC性能不足的问题。本研究以课题组过去研发的部分结晶磷酸钙-磷酸氢钙（PCCP-DCPA）体系CPC骨修复材料为研究对象。本研究通过改变PCCP的钙含量,研究钙含量对CPC性能的影响,首先优化其基础性能。研究表明,相对于初始CPC的钙含量,将钙含量提高2%和5%可降低CPC固化体的孔隙率,而结晶度和抗压强度均有所提高,但当钙含量提高达到10%则对CPC性能产生负面的影响。体外细胞实验表明,钙含量提高2%和5%对小鼠骨髓间充质干细胞（m BMSCs）的黏附、活性和成骨相关基因表达起到一定的促进作用,其中提高5%的效果最佳。鉴于CPC本身缺乏骨诱导性,本研究采用化学沉淀法制备掺杂量可调控的锌掺杂硅酸钙（Zn-CS）粉体,与CPC复合（Zn-CS...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
骨组织的结构图[7]
第一章绪论910%Sr-CPC可以明显促进干细胞的增殖和分化，以及新骨的形成和生长。复合生物活性离子可以显著提高CPC的骨诱导性，但存在易引入杂质离子、功能性离子之间相互影响、改变骨水泥基体材料物相等问题，影响了活性离子对CPC的促进效果。图1-2无机活性离子在骨修复进程中的靶向作用[50]Figure1-2Targetingeffectofinorganicbioactiveionsintheprocessofbonerepair[50]1.4.3促降解研究进展CPC经过水化反应生成弱结晶的HA晶体，而且孔隙率较大，因此具有一定的降解性，植入体内后，在降解的同时可以释放Ca2+离子和PO43-离子等引导新骨的长入。但由于缺乏大孔、离子释放慢等原因，传统的CPC降解速度较慢，植入体内后通常在一年以上的时间才能完全降解，严重影响了新骨的长入和替代，从而延长骨修复时间，增加风险[52]，限制了其临床应用。CPC在植入体内后的降解主要包括三种方式。首先，CPC植入体内后，材料和组织会由于体肢运动产生摩擦和挤压，从而造成磨损或断裂，这些过程会加快材料的分解，
华南理工大学硕士学位论文20图2-1不同钙含量PCCP的XRD谱图Figure2-1XRDpatternsofPCCPwithdifferentCalciumcontent2.3.2不同钙含量磷酸钙骨水泥的理化性能不同钙含量磷酸钙骨水泥水化3天后的物相如图2-2所示，从图中可以发现，102%Ca-CPC和105%Ca-CPC的结晶度稍高于CPC，但110%Ca-CPC的结晶度又稍有降低。此外，各组骨水泥的主要物相都是HA，但传统CPC中存在少量CaHPO4物相，而且随着Ca含量的增加，CaHPO4的物相逐渐减少，但当Ca含量增加10%时，CaHPO4物相又显著增加，其中Ca含量增加5%时，CaHPO4物相的含量最少，同时HA的结晶度最高。因此，适量增加Ca含量可以促进CPC的水化，提高结晶度，但增加过度的Ca含量会阻碍CPC的水化进程，不利于HA的结晶。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fabrication of hollow porous PLGA microspheres for controlled protein release and promotion of cell compatibility[J]. Guo-Hua Zhang,Rui-Xia Hou,Dan-Xia Zhan,Yang Cong,Ya-Jun Cheng,Jun Fu. Chinese Chemical Letters. 2013(08)
[2]多巴胺的自聚-附着行为与膜表面功能化[J]. 徐又一,蒋金泓,朱利平,朱宝库. 膜科学与技术. 2011(03)
本文编号：3593030
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
骨组织的结构图[7]
第一章绪论910%Sr-CPC可以明显促进干细胞的增殖和分化，以及新骨的形成和生长。复合生物活性离子可以显著提高CPC的骨诱导性，但存在易引入杂质离子、功能性离子之间相互影响、改变骨水泥基体材料物相等问题，影响了活性离子对CPC的促进效果。图1-2无机活性离子在骨修复进程中的靶向作用[50]Figure1-2Targetingeffectofinorganicbioactiveionsintheprocessofbonerepair[50]1.4.3促降解研究进展CPC经过水化反应生成弱结晶的HA晶体，而且孔隙率较大，因此具有一定的降解性，植入体内后，在降解的同时可以释放Ca2+离子和PO43-离子等引导新骨的长入。但由于缺乏大孔、离子释放慢等原因，传统的CPC降解速度较慢，植入体内后通常在一年以上的时间才能完全降解，严重影响了新骨的长入和替代，从而延长骨修复时间，增加风险[52]，限制了其临床应用。CPC在植入体内后的降解主要包括三种方式。首先，CPC植入体内后，材料和组织会由于体肢运动产生摩擦和挤压，从而造成磨损或断裂，这些过程会加快材料的分解，
华南理工大学硕士学位论文20图2-1不同钙含量PCCP的XRD谱图Figure2-1XRDpatternsofPCCPwithdifferentCalciumcontent2.3.2不同钙含量磷酸钙骨水泥的理化性能不同钙含量磷酸钙骨水泥水化3天后的物相如图2-2所示，从图中可以发现，102%Ca-CPC和105%Ca-CPC的结晶度稍高于CPC，但110%Ca-CPC的结晶度又稍有降低。此外，各组骨水泥的主要物相都是HA，但传统CPC中存在少量CaHPO4物相，而且随着Ca含量的增加，CaHPO4的物相逐渐减少，但当Ca含量增加10%时，CaHPO4物相又显著增加，其中Ca含量增加5%时，CaHPO4物相的含量最少，同时HA的结晶度最高。因此，适量增加Ca含量可以促进CPC的水化，提高结晶度，但增加过度的Ca含量会阻碍CPC的水化进程，不利于HA的结晶。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fabrication of hollow porous PLGA microspheres for controlled protein release and promotion of cell compatibility[J]. Guo-Hua Zhang,Rui-Xia Hou,Dan-Xia Zhan,Yang Cong,Ya-Jun Cheng,Jun Fu. Chinese Chemical Letters. 2013(08)
[2]多巴胺的自聚-附着行为与膜表面功能化[J]. 徐又一,蒋金泓,朱利平,朱宝库. 膜科学与技术. 2011(03)
本文编号：3593030
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