羟基磷灰石晶须材料人工骨支架的制备与性能研究

发布时间：2017-05-20 12:21

  本文关键词：羟基磷灰石晶须材料人工骨支架的制备与性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：组织工程的目标是复制和再造人体组织与器官,其通过将活细胞接种于生物支架材料后再植人体内以实现修复和替代缺损组织。骨组织工程是组织工程领域中研究发展最快而且获得了很好的结果。理想的骨组织工程支架材料的要求有：有良好的生物相容性和生物活性,有良好的生物降解性,有三维立体多孔结构,有很好的可塑性,有一定的机械强度和良好的材料-细胞界面。尽管目前支架材料研究发展很快,但至今为止还没有设计出一种理想的适合于软骨和硬骨的组织工程材料支架。羟基磷灰石(Hydroxyapatite, HAP)是人体骨中的主要无机成分,作为骨支架植入材料具有良好的生物相容性和生物活性,好的骨传导性。但是羟基磷灰石支架的制备成型很难,降解性能达不到理想需要,本文拟采用水热均相沉淀法制备出HAP晶须和Sr-HAP晶须,并采用浸渍烧结和仿生法相结合的方法制备了HAP晶须复合支架材料。 通过水热均相沉淀法制备出HAP晶须,即以四水硝酸钙、磷酸氢二铵、尿素、山梨醇、羟基磷灰石籽晶为主要原料,用浓硝酸调节pH值,在水浴条件下,采用水热均相沉淀法,制备出了HAP晶须。在制备HAP晶须的基础上,使用水热均相沉淀法改进工艺制备出了Sr-HAP晶须,通过XRD、IR、SEM和TEM对制备的晶须的结晶性和结构形貌进行了表征；通过PBS浸泡研究晶须的体外降解性能,通过MTT法研究晶须的细胞毒性。 研究结果表明：使用水热均相沉淀法制备出了HAP晶须和Sr-HAP晶须,可知反应时间为36h,尿素的量为24g,制备的HAP晶须较好,平均长度在65μm左右,平均直径在2μm左右,平均长径比为32.5左右,有碳酸羟基磷灰石的存在,材料无细胞毒性。制备Sr-HAP晶须与HAP晶须相比,平均长度变短,平均长径比变小,在31.99左右,降解速率增加,也无细胞毒性。 采用浸渍烧结与仿生法相结合的方法制备了HAP晶须复合支架材料,即以实验制备的HAP晶须和Na2SiO39·H2O为主要原料,水为溶剂,制备出了复合支架材料。将复合支架材料烧结后,在模拟体液(SBF)中进行浸泡仿生矿化。通过XRD、IR、SEM对复合支架的结晶性及支架的结构形貌进行了表征；测试了复合支架的孔隙率、抗压强度、体外降解率；通过MTT法研究了复合支架的细胞毒性。 研究结果表明：制备的复合支架表面具有均一球状羟基磷灰石颗粒沉积,NaSiO3与HAP晶须反应生成Si-O网络体结构,借助支架仿生矿化的HAP增加复合的支架的力学性能,复合支架具有一定的降解性能,经MTT法证明了复合支架无细胞毒性。
【关键词】：HAP晶须 Sr-HAP晶须 水热均相沉淀法 仿生法 复合支架
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-24
• 1.1 组织工程学简介10-15
• 1.1.1 组织工程学分类12
• 1.1.2 种子细胞在组织工程中的应用研究12-13
• 1.1.3 生物支架材料在组织工程中的应用研究13
• 1.1.4 骨组织工程的基本要素13-15
• 1.1.5 骨组织工程的应用展望15
• 1.2 羟基磷灰石简介15-23
• 1.2.1 羟基磷灰石的结构与性能15-17
• 1.2.2 羟基磷灰石的制备及掺杂研究17-22
• 1.2.3 羟基磷灰石的复合材料22-23
• 1.3 本课题的研究意义及目的23-24
• 第二章 羟基磷灰石晶须的制备及性能研究24-42
• 2.1 实验原料24
• 2.2 实验仪器与设备24-25
• 2.3 实验方案25-26
• 2.4 检测与表征26-28
• 2.4.1 X射线衍射(XRD)分析26-27
• 2.4.2 扫描电子显微镜(SEM)分析27
• 2.4.3 透射电子显微镜(TEM)分析27
• 2.4.4 傅里叶红外光谱(FT-IR)分析27
• 2.4.5 体外降解实验27
• 2.4.6 材料细胞毒性试验27-28
• 2.5 结果与讨论28-39
• 2.5.1 HAP晶须的XRD分析28-31
• 2.5.2 HAP晶须的SEM分析31-33
• 2.5.3 HAP晶须的TEM分析33-36
• 2.5.4 HAP晶须的FT-IR分析36-37
• 2.5.5 HAP晶须的体外降解性能分析37-38
• 2.5.6 HAP晶须的细胞毒性实验分析38-39
• 2.6 本章小结39-42
• 第三章 掺锶羟基磷灰石晶须的制备及其性能研究42-56
• 3.1 实验原料42
• 3.2 实验仪器与设备42-43
• 3.3 实验方案43-44
• 3.4 检测与表征44-46
• 3.4.1 X射线衍射(XRD)分析44
• 3.4.2 扫描电子显微镜(SEM)分析44-45
• 3.4.3 透射电子显微镜(TEM)分析45
• 3.4.4 傅里叶红外光谱(FT-IR)分析45
• 3.4.5 体外降解实验45
• 3.4.6 材料细胞毒性试验45-46
• 3.5 结果与讨论46-55
• 3.5.1 掺锶HAP晶须的XRD分析46-48
• 3.5.2 掺锶HAP晶须的SEM分析48-49
• 3.5.3 掺锶HAP晶须的TEM分析49-52
• 2.5.4 掺锶HAP晶须的FT-IR分析52-53
• 3.5.5 掺锶HAP晶须的体外降解性能分析53-54
• 3.5.6 掺锶HAP晶须的细胞毒性实验分析54-55
• 3.6 本章小结55-56
• 第四章 羟基磷灰石晶须复合支架的制备及其性能研究56-76
• 4.1 实验原料56-57
• 4.2 实验仪器与设备57
• 4.3 实验方案与设计57-60
• 4.4 检测与表征60-61
• 4.4.1 孔隙率分析60
• 4.4.2 抗压强度分析60
• 4.4.3 X射线衍射(XRD)分析60
• 4.4.4 扫描电子显微镜(SEM)分析60
• 4.4.5 傅里叶红外光谱(FT-IR)分析60
• 4.4.6 体外降解实验60-61
• 4.4.7 材料细胞毒性试验61
• 4.5 结果与讨论61-73
• 4.5.1 孔隙率分析61-63
• 4.5.2 抗压强度分析63-64
• 4.5.3 体外降解性能分析64-66
• 4.5.4 综合性能分析66-69
• 4.5.5 复合材料的XRD分析69-70
• 4.5.6 复合材料的SEM分析70-71
• 4.5.7 复合材料的FT-IR分析71-73
• 4.5.8 复合材料的细胞毒性试验73
• 4.6 本章小结73-76
• 第五章 结论与展望76-78
• 5.1 结论76-77
• 5.2 展望77-78
• 致谢78-80
• 参考文献80-88
• 附录A 攻读硕士学位期间发表的论文88-89
• 附录B 相关图表89-92

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 王芬;张玲;;引氟量对含氟羟基磷灰石纳米晶结构的影响[J];材料科学与工艺;2008年04期

2 石高亮;董衍林;;羟基磷灰石的应用研究进展[J];农家科技;2011年S1期

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本文编号：381618