多功能生物活性玻璃的制备及成骨性能研究

发布时间：2017-08-20 11:06

  本文关键词：多功能生物活性玻璃的制备及成骨性能研究

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【摘要】：生物活性玻璃(Bioglassess,BGs)由于其优异的成骨性能在骨组织修复方面得到广泛的关注。但随着医疗技术的发展,传统的生物活性玻璃和介孔生物活性玻璃已经不能满足组织工程的要求。目前,主要是通过合成3D贯通多级孔生物活性玻璃或有机复合生物活性玻璃,从而实现多功能化。本文基于溶胶-凝胶合成的生物活性玻璃的基础上,进行3D复合孔结构改造并同时提高材料抗菌性能和机械强度。实验中进行一系列表征:XRD、SEM、TEM、N2吸附-脱附、机械强度等。对所合成材料进行体外成骨、药物释放、细胞增殖和抗菌能力等研究。研究内容主要包括以下三个方面:(1)利用菌丝体和P123分别作为大孔和介孔的模板合成具有3D贯通大孔道结构的生物活性玻璃,同时孔壁具有介孔相结构。该材料模仿细胞外基质形貌,有利于细胞粘附和增殖。同时对材料的药物缓释性能、体外成骨和生物相容性进行研究。(2)采用具有3D大孔的蒲草植物和P123作为双模板合成了介孔-大孔材料,该材料的孔壁交替修饰PLA和HAp涂层,可提高复合孔生物活性玻璃的机械强度并改善表面亲水性。另外对材料的药物释放性能、体外成骨、细胞增殖能力等方面考察。(3)采用PMMA和P123作为双模板合成了多级复合孔材料,该材料具有3D贯通的大孔道结构,有益于骨细胞和软组织的攀附生长;其大孔壁为介孔相结构,较高的比表面积有益于药物的组织,同时保留在孔壁上的PMMA能提高材料的机械强度。在材料中掺入的Ti元素使材料具有良好的抗菌性能。体外成骨性能和细胞增殖实验表明,其具有良好的生物相容性,有望成为新一代多功能骨修复材料。研究表明,多功能生物活性玻璃表现出3D贯通复合孔结构,有益于药物及营养物质的运输,并在体外成骨及生物活性等方面表现出色,这些材料有望应用于骨组织修复工程。
【关键词】：生物活性玻璃 复合孔 成骨性能 药物释放 生物相容性
【学位授予单位】：哈尔滨师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 摘要11-12
• Abstract12-14
• 第1章 绪论14-20
• 1.1 引言14-15
• 1.2 生物活性玻璃概述15-18
• 1.2.1 生物活性玻璃的合成16-17
• 1.2.2 生物活性玻璃的性能及应用17-18
• 1.3 本课题选题的目的、意义及主要内容18-20
• 1.3.1 本课题选题的目的和意义18-19
• 1.3.2 本课题的主要内容19-20
• 第2章 基于菌丝体骨架的介孔-大孔生物活性玻璃的制备及性能研究20-30
• 2.1 引言20-21
• 2.2 实验材料及仪器设备21
• 2.2.1 主要试剂21
• 2.2.2 主要仪器设备21
• 2.3 实验部分21-23
• 2.3.1 介孔生物活性玻璃前驱液(MBG-p)的合成21-22
• 2.3.2 复合孔生物活性玻璃(MRBG)的合成22
• 2.3.3 药物在MRBG中的组装及缓释22
• 2.3.4 MRBG的体外成骨性能22
• 2.3.5 MRBG的细胞粘附性22-23
• 2.4 结果和讨论23-29
• 2.4.1 样品的结构表征23-25
• 2.4.2 药物的组装及释放性能25-26
• 2.4.3 体外模拟成骨活性26-28
• 2.4.4 海拉(HeLa)细胞粘附性28-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 介孔-大孔生物活性玻璃/聚乳酸/羟基磷灰石材料的制备及性能研究30-42
• 3.1 引言30-31
• 3.2 实验材料及仪器设备31-32
• 3.2.1 主要试剂31
• 3.2.2 主要仪器设备31-32
• 3.3 实验部分32-33
• 3.3.1 介孔生物活性玻璃前驱液(MBG-p)的合成32
• 3.3.2 复合孔材料(TBGPnSm-x)的合成32
• 3.3.3 药物在TBGPnSm-x中的组装及释放32
• 3.3.4 TBGPnSm-x的体外成骨性能32-33
• 3.3.5 TBGPnSm-x的细胞粘附性和毒性33
• 3.4 结果和讨论33-41
• 3.4.1 样品的结构表征33-37
• 3.4.2 药物的组装及缓释性能37-38
• 3.4.3 体外模拟成骨活性38-40
• 3.4.4 海拉(HeLa)细胞粘附性与毒性40-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第4章 一步法合成聚甲基丙烯酸甲酯修饰的三维(3D)复合孔钛生物活性玻璃及性能研究42-54
• 4.1 引言42-43
• 4.2 实验材料及仪器设备43-44
• 4.2.1 主要试剂43
• 4.2.2 主要仪器设备43-44
• 4.3 实验部分44-46
• 4.3.1 PMMA胶体晶体模板的合成44
• 4.3.2 3D孔道Ti-BGs/PMMA的合成44
• 4.3.3 药物在样品中的组装及释放44-45
• 4.3.4 样品的体外成骨性能45
• 4.3.5 样品的细胞毒性45
• 4.3.6 样品的抗菌性45-46
• 4.4 结果与讨论46-53
• 4.4.1 Ti-BGs/PMMA的结构表征46-49
• 4.4.2 药物的组装及缓释性能49-50
• 4.4.3 体外模拟成骨活性50-51
• 4.4.4 机械强度性能51
• 4.4.5 成骨肉瘤细胞(U2OS)毒性51-52
• 4.4.6 抗菌能力52-53
• 4.5 本章小结53-54
• 结论54-55
• 参考文献55-62
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文62-64
• 致谢64

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本文编号：706238