纳米羟基磷灰石涂层的制备、微分析及生物活性研究

发布时间：2017-10-03 11:28

  本文关键词：纳米羟基磷灰石涂层的制备、微分析及生物活性研究

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【摘要】：羟基磷灰石(Hydroxyapatite,简称为HA)不仅具有理想的生物活性、相容性及骨传导性,而且有着非常丰富的表面特性及较强的吸附、交换物质的能力,已广泛应用于组织工程、药物载体、传感器、催化剂、光电材料、化学工程和环境工程等诸多领域,其中,利用羟基磷灰石涂层对医用惰性金属材料(如钛、不锈钢、钛合金等)表面进行修饰改性一直是生物医用金属材料学研究领域的重要课题。本论文以医用钛金属为基底,采用溶胶 凝胶法在钛基底上制备了纳米羟基磷灰石及其复合涂层,利用表面微分析技术,一方面探究了不同制备条件、基底活化处理、干燥方式等对涂层组成、微结构、形貌及性能的影响,另一方面对涂层材料进行了模拟体液浸泡实验,从涂层表面微结构的变化考察了涂层的降解、沉积等生物学性能,同时利用细胞毒性试验评价了涂层的生物安全性。全文共分为以下五个部分。第一章:绪论。本章在介绍羟基磷灰石结构及理化性质的基础上,综述了纳米羟基磷灰石涂层的制备方法、研究现状及应用进展,并对目前该领域存在的一些问题和难点进行了阐述,同时对其发展及应用前景进行了展望。第二章:溶胶-凝胶法制备纳米羟基磷灰石及其微分析。本章采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)合成了纳米羟基磷灰石粉体,较为系统地分析了该方法的实验制备条件:pH值、水浴温度、陈化时间、退火温度等对羟基磷灰石物相和微结构的影响,并对其形成机理进行了初步探讨,从而为下一步制备n-HA涂层奠定了基础。第三章:钛基n-HA涂层的制备及其微分析。在制备n-HA粉体的基础上,本章以金属钛为基底,采用匀胶旋涂法制备了钛基纳米羟基磷灰石涂层,分别考察了钛片预处理方式和涂层干燥方法对涂层微结构的影响,确定了本实验条件下制备均匀、致密、龟裂少的n-HA涂层的适宜工艺条件。第四章:钛基n-HA/SiO_2复合涂层的制备及其微分析。本章制备了二氧化硅粉体,通过湿机械搅拌法直接将制备的SiO_2溶胶同HA溶胶混合均匀后,在钛基底上制备n-HA/SiO_2复合涂层,对SiO_2及复合涂层进行了物相及微结构分析,讨论了加入SiO_2对n-HA涂层造成的影响。第五章:n-HA、n-HA/SiO_2涂层的生物活性研究及毒性评价。对制备的n-HA、n-HA/SiO_2涂层材料进行模拟体液浸泡实验及MTT试验,分别从涂层的微结构变化和细胞的存活率角度初步评价了涂层材料的生物活性和生物安全性。
【关键词】：纳米羟基磷灰石涂层 复合涂层 微分析 生物活性 细胞毒性
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R318.08;TG174.4
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-21
• 1.1 羟基磷灰石概述12-14
• 1.1.1 羟基磷灰石的晶体结构12-13
• 1.1.2 羟基磷灰石的性质13-14
• 1.2 纳米羟基磷灰石涂层的制备方法14-16
• 1.2.1 等离子喷涂法14
• 1.2.2 电化学沉积法14-15
• 1.2.3 涂覆-烧结法15
• 1.2.4 溶胶-凝胶法15-16
• 1.2.5 仿生溶液生长法16
• 1.2.6 其它制备方法16
• 1.3 羟基磷灰石涂层的研究概况及应用简述16-19
• 1.4 存在的问题及展望19-20
• 1.5 本文的研究内容、意义及创新点20-21
• 1.5.1 主要研究内容20
• 1.5.2 创新点20-21
• 第2章 溶胶-凝胶法制备羟基磷灰石及其微分析21-34
• 2.1 引言21
• 2.2 实验部分21-22
• 2.2.1 主要试剂与仪器21
• 2.2.2 样品的制备21-22
• 2.3 结果与讨论22-33
• 2.3.1 不同的pH值对产物物相及其微结构的影响22-24
• 2.3.2 不同的水浴温度对产物物相及其微结构的影响24-27
• 2.3.3 不同的陈化时间对产物物相及其微结构的影响27-29
• 2.3.4 不同的热处理温度对产物物相及其微结构的影响29-31
• 2.3.5 HA的热重分析31
• 2.3.6 IR结果分析31-33
• 2.4 本章结论33-34
• 第3章 钛基n-HA涂层的制备及其微分析34-44
• 3.1 引言34
• 3.2 实验部分34-36
• 3.2.1 主要试剂与仪器34-35
• 3.2.2 钛基底预处理35
• 3.2.3 钛基n-HA涂层样品的制备35-36
• 3.3 结果与讨论36-43
• 3.3.1 不同的预处理方法对钛基底物相及微结构的影响36-38
• 3.3.2 不同的钛基底预处理方法对n-HA涂层微结构的影响38-40
• 3.3.3 不同的干燥方式对涂层微结构的影响40-43
• 3.4 本章结论43-44
• 第4章 钛基n-HA/SiO_2复合涂层的制备及其微分析44-50
• 4.1 引言44
• 4.2 实验部分44-45
• 4.2.1 主要试剂与仪器44-45
• 4.2.2 样品的制备45
• 4.3 结果与讨论45-49
• 4.3.1 二氧化硅的物相及微结构分析45-46
• 4.3.2 n-HA/SiO_2复合粉体的物相分析46-47
• 4.3.3 n-HA/SiO_2复合涂层的微结构分析47-48
• 4.3.4 n-HA/SiO_2复合涂层的EDS图谱分析48-49
• 4.4 本章结论49-50
• 第5章n-HA、n-HA/SiO_2涂层的生物活性研究及毒性评价50-63
• 5.1 引言50
• 5.2 实验部分50-54
• 5.2.1 n-HA、n-HA/SiO_2涂层的模拟体液浸泡50-53
• 5.2.2 n-HA、n-HA/SiO_2涂层的细胞学毒性评价53-54
• 5.3 结果与讨论54-62
• 5.3.1 模拟体液的pH变化54-55
• 5.3.2 浸泡样品的质量变化55
• 5.3.3 浸泡后n-HA涂层的微结构分析55-57
• 5.3.4 浸泡后n-HA/SiO_2涂层的微结构分析57-60
• 5.3.5 浸泡后涂层材料的EDS分析60-61
• 5.3.6 n-HA、n-HA/SiO_2涂层的毒性评价61-62
• 5.4 本章结论62-63
• 全文结论63-64
• 参考文献64-71
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果71-72
• 致谢72

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本文编号：964949