超临界流体制备人工骨组织的应用研究

发布时间：2017-09-02 00:32

  本文关键词：超临界流体制备人工骨组织的应用研究

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【摘要】：由于近年来骨创伤事故增多,对于骨科手术中骨移植材料需求加大。临床上骨科手术主要采用自体骨、同种异体骨或异种进行骨移植,对骨缺损进行修复。其中异种骨具有来源广泛等优点,但在骨移植过程前需对骨中脂质及蛋白质进行萃取、氧化等处理,去除异种骨的免疫原性。 论文以超临界CO2为溶剂,对猪骨进行了超临界萃取脱脂的实验研究。通过考察萃取压力、萃取温度、骨样本尺寸、夹带剂及萃取时间等因素对超临界萃取过程的影响,确定最佳工艺参数：萃取压力25MPa,萃取温度45℃,骨样本尺寸3mm×3mm×3mm,95%(v/v)乙醇作为夹带剂,保温保压1h,循环萃取2h。 同时,将超临界CO2萃取脱脂法与传统脱脂方法对比,并通过热重分析及红外光谱进行检测。结果表明,使用超临界C02萃取方法脱脂样本的失重量为16.00%,传统方法脱脂样本的失重量为35.11%,说明超临界C02萃取方法脱脂效果优于传统溶剂萃取,且所制得样本无溶剂残留,未破坏猪骨原有的羟基磷灰石结构。并通过环境扫描电镜及力学性能等测试说明超临界C02萃取法脱脂效果较好,脱脂后猪骨孔隙结构保持完整,且不影响其力学性能。 在蛋白质的去除方面,论文采用以H202为溶剂的超声波法对脱脂后骨块进行脱蛋白处理,并首次使用高温超临界方法除异种骨中蛋白质。通过凯式定氮、环境扫描电镜及其他测试方法进行检测,结果表明,以H202为溶剂的超声波法能够有效去除猪骨中的蛋白质,但处理后力学性能大大降低。而超临界萃取法对于蛋白质的去除效果不佳,但能较好保持猪骨的力学性能,制备机械性能良好的骨组织材料,因此仍有待研究。 随后,论文根据实验设计工艺,对超临界C02萃取过程进行的工程放大进行了经济性分析。虽然超临界C02萃取虽然设备一次性投资较大,但能有效节约能耗,且生产过程安全环保,适应可持续发展。而使用传统方法处理异种骨虽然设备成本和操作成本低,但综合考虑临床骨组织材料的要求和安全性,使用超临界方法对异种松质骨进行处理仍有不可替代的优势。
【关键词】：超临界流体 萃取 异种松质骨 脱脂 脱蛋白 经济性分析
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R687;R318.08
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 引言10-11
• 1 绪论11-29
• 1.1 超临界流体技术11-14
• 1.1.1 物质的超临界状态11-12
• 1.1.2 超临界流体特性12-14
• 1.2 超临界流体萃取14-18
• 1.2.1 超临界CO_2流体萃取14-16
• 1.2.2 超临界流体萃取工艺过程16-18
• 1.3 超临界流体萃取过程的影响因素18-23
• 1.3.1 压力和温度的影响18-19
• 1.3.2 夹带剂的作用及影响19-20
• 1.3.3 萃取时间的影响20-21
• 1.3.4 颗粒尺寸的影响21-22
• 1.3.5 溶剂流速的影响22
• 1.3.6 样品含水量的影响22-23
• 1.4 骨组织工程概况23-28
• 1.4.1 骨组织工程研究进展及现状24-25
• 1.4.2 骨组织工程材料25-26
• 1.4.3 超临界流体萃取在骨组织工程中应用26-28
• 1.5 本章小结28-29
• 2 超临界萃取对异种松质骨脱脂的工艺研究29-58
• 2.1 实验材料、设备及流程29-31
• 2.1.1 实验材料与设备29-30
• 2.1.2 超临界CO_2萃取装置及流程30-31
• 2.1.3 溶剂法脱除异种松质骨中脂肪31
• 2.2 实验设计及方案选择31-33
• 2.2.1 超临界萃取过程的单因素实验32-33
• 2.2.2 夹带剂的选择及萃取时间的确定33
• 2.3 检测方法33-35
• 2.3.1 热重分析检测33-34
• 2.3.2 红外光谱检测34
• 2.3.3 扫描电镜检测34-35
• 2.3.4 最大断裂压力检测35
• 2.3.5 凯式定氮检测35
• 2.4 结果与讨论35-57
• 2.4.1 夹带剂的影响35-39
• 2.4.2 样本尺寸的影响39-42
• 2.4.3 萃取压力的影响42-47
• 2.4.4 萃取温度的影响47-51
• 2.4.5 与传统脱脂工艺的对比研究51-53
• 2.4.6 红外光谱分析53-55
• 2.4.7 力学性能分析55
• 2.4.8 扫描电镜分析55-56
• 2.4.9 蛋白质含量分析56-57
• 2.5 本章小结57-58
• 3 脱脂骨的脱蛋白处理及性能评价58-63
• 3.1 脱蛋白方法58-59
• 3.1.1 超声波脱蛋白58
• 3.1.2 超临界CO_2法脱蛋白58-59
• 3.2 结果与讨论59-61
• 3.2.1 蛋白质含量分析59
• 3.2.2 扫描电镜分析59-61
• 3.2.3 力学性能分析61
• 3.3 本章小结61-63
• 4 超临界萃取过程的经济性分析63-67
• 4.1 设备投资估算63-64
• 4.2 操作费用估算64-65
• 4.3 操作的规模效应65
• 4.4 与传统处理方法对比65-66
• 4.5 本章小结66-67
• 结论67-68
• 参考文献68-71
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况71-72
• 致谢72-73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：775348