基于生物活性玻璃/碳纳米纤维骨组织工程材料的制备及性能研究
发布时间：2023-12-24 13:45
骨组织工程支架材料是骨组织工程的关键问题。生物活性玻璃(Bioactive glass,BG)作为重要的无机医用材料,具有良好的骨结合性、生物相容性和骨传导性,成为骨修复材料的研究热点。碳纳米纤维(Carbon nanofibers,CNFs)具有优异机械性能与良好生物相容性,通常作为骨组织修复中的增强材料。本文采用溶胶-凝胶法与静电纺丝技术相结合,制备了 BG/CNFs复合膜,通过调节水与正硅酸乙酯(Tetraethyl orthosilicate,TEOS)的摩尔比、水解温度和复合纳米纤维膜碳化温度,考察制备工艺参数对纳米纤维和BG形貌、结构的影响。采用扫描电镜(SEM)和热重分析仪(TGA)对复合膜进行了表征,结果表明,当水与TEOS的摩尔比为8时,纤维粗细均匀、粘连较少,纤维表面BG粒子较多。水解温度为40℃时,纤维表面出现均匀分布的球形BG纳米颗粒。随着碳化温度升高,纤维表面纳米粒子的粒径有增大趋势,但随着碳化温度进一步升高,纤维表面纳米颗粒出现聚集融合;当碳化温度升高至1200℃时,纤维表面未观察到纳米颗粒。确定了制备BG/CNFs复合膜的最佳工艺参数:水与TEOS的摩尔比...
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 骨组织缺损修复
1.2.1 骨的组成结构
1.2.2 骨组织工程
1.2.3 骨组织工程支架
1.3 生物活性玻璃
1.3.1 生物活性玻璃简介
1.3.2 溶胶-凝胶法制备生物活性玻璃
1.3.3 金属离子对生物活性玻璃的改性研究
1.3.4 铜离子掺杂生物活性玻璃的应用
1.4 碳纳米纤维
1.4.1 碳纳米纤维的制备
1.4.2 制备碳纳米纤维的聚合物
1.4.3 碳纳米纤维复合材料在骨组织工程的应用
1.5 本论文研究目的和内容
第二章 BG/CNFs复合膜的制备工艺研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料与试剂
2.2.2 实验仪器与设备
2.2.3 前驱体纺丝液的配制
2.2.4 BG/CNFs复合膜的制备
2.2.5 扫描电镜观察
2.2.6 热重分析测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 前驱体纳米纤维膜的热重分析
2.3.2 水与TEOS摩尔比对BG/CNFs复合膜形貌的影响
2.3.3 水解温度对BG/CNFs复合膜形貌的影响
2.3.4 碳化温度对BG/CNFs复合膜形貌的影响
2.4 小结
第三章 Cu-BG/CNFs复合膜的制备与生物相容性测试
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料与试剂
3.2.2 实验仪器与设备
3.2.3 前驱体纺丝液的配制
3.2.4 Cu-BG/CNFs复合膜的制备
3.2.5 测试与表征
3.2.6 细胞培养
3.2.7 Cu-BG/CNFs复合膜体外细胞形貌观察
3.3 结果与讨论
3.3.1 前驱体纳米纤维膜TGA分析
3.3.2 不同Cu含量的Cu-BG/CNFs复合膜形貌分析
3.3.3 Cu-BG/CNFs复合膜EDS分析
3.3.4 Cu-BG/CNFs复合膜TEM分析
3.3.5 Cu-BG/CNFs复合膜XRD分析
3.3.6 Cu-BG/CNFs复合膜FTIR分析
3.3.7 Cu-BG/CNFs复合膜XPS分析
3.3.8 Cu-BG/CNFs复合膜的生物相容性评价
3.4 小结
第四章 ZrO2@BG/CNFs复合膜的制备与生物相容性测试
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料与试剂
4.2.2 实验仪器与设备
4.2.3 前驱体纺丝液的配制
4.2.4 ZrO2@BG/CNFs复合膜的制备
4.2.5 测试与表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 前驱体纳米纤维膜TGA分析
4.3.2 不同碳化保温时间的ZrO2@BG/CNFs复合膜形貌分析
4.3.3 ZrO2@BG/CNFs复合膜EDS分析
4.3.4 ZrO2@BG/CNFs复合膜TEM分析
4.3.5 ZrO2@BG/CNFs复合膜XRD分析
4.3.6 ZrO2@BG/CNFs复合膜FTIR分析
4.3.7 ZrO2@BG/CNFs复合膜XPS分析
4.3.8 ZrO2@BG/CNFs复合膜柔性测试
4.3.9 ZrO2@BG/CNFs复合膜生物相容性评价
4.4 小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
攻读硕士期间的研究成果
致谢
本文编号：3874628
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 骨组织缺损修复
1.2.1 骨的组成结构
1.2.2 骨组织工程
1.2.3 骨组织工程支架
1.3 生物活性玻璃
1.3.1 生物活性玻璃简介
1.3.2 溶胶-凝胶法制备生物活性玻璃
1.3.3 金属离子对生物活性玻璃的改性研究
1.3.4 铜离子掺杂生物活性玻璃的应用
1.4 碳纳米纤维
1.4.1 碳纳米纤维的制备
1.4.2 制备碳纳米纤维的聚合物
1.4.3 碳纳米纤维复合材料在骨组织工程的应用
1.5 本论文研究目的和内容
第二章 BG/CNFs复合膜的制备工艺研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料与试剂
2.2.2 实验仪器与设备
2.2.3 前驱体纺丝液的配制
2.2.4 BG/CNFs复合膜的制备
2.2.5 扫描电镜观察
2.2.6 热重分析测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 前驱体纳米纤维膜的热重分析
2.3.2 水与TEOS摩尔比对BG/CNFs复合膜形貌的影响
2.3.3 水解温度对BG/CNFs复合膜形貌的影响
2.3.4 碳化温度对BG/CNFs复合膜形貌的影响
2.4 小结
第三章 Cu-BG/CNFs复合膜的制备与生物相容性测试
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料与试剂
3.2.2 实验仪器与设备
3.2.3 前驱体纺丝液的配制
3.2.4 Cu-BG/CNFs复合膜的制备
3.2.5 测试与表征
3.2.6 细胞培养
3.2.7 Cu-BG/CNFs复合膜体外细胞形貌观察
3.3 结果与讨论
3.3.1 前驱体纳米纤维膜TGA分析
3.3.2 不同Cu含量的Cu-BG/CNFs复合膜形貌分析
3.3.3 Cu-BG/CNFs复合膜EDS分析
3.3.4 Cu-BG/CNFs复合膜TEM分析
3.3.5 Cu-BG/CNFs复合膜XRD分析
3.3.6 Cu-BG/CNFs复合膜FTIR分析
3.3.7 Cu-BG/CNFs复合膜XPS分析
3.3.8 Cu-BG/CNFs复合膜的生物相容性评价
3.4 小结
第四章 ZrO2@BG/CNFs复合膜的制备与生物相容性测试
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料与试剂
4.2.2 实验仪器与设备
4.2.3 前驱体纺丝液的配制
4.2.4 ZrO2@BG/CNFs复合膜的制备
4.2.5 测试与表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 前驱体纳米纤维膜TGA分析
4.3.2 不同碳化保温时间的ZrO2@BG/CNFs复合膜形貌分析
4.3.3 ZrO2@BG/CNFs复合膜EDS分析
4.3.4 ZrO2@BG/CNFs复合膜TEM分析
4.3.5 ZrO2@BG/CNFs复合膜XRD分析
4.3.6 ZrO2@BG/CNFs复合膜FTIR分析
4.3.7 ZrO2@BG/CNFs复合膜XPS分析
4.3.8 ZrO2@BG/CNFs复合膜柔性测试
4.3.9 ZrO2@BG/CNFs复合膜生物相容性评价
4.4 小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
攻读硕士期间的研究成果
致谢
本文编号：3874628
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