【摘要】：人工骨支架材料是骨組織工程研究領域的一個重要內容,它在骨缺損修復中具有極大的應用前景。理想的骨組織工程支架材料不僅需要具備優(yōu)良的力學性能,還要求材料具有相互貫通的三維多孔結構。一直以來,支架材料所必需的多孔結構與材料力學性能之間的矛盾都是骨組織工程材料領域難以攻破的一大難題。本文利用RP技術分別仿生構建了殼聚糖/羥基磷灰石(Chitosan/Hydroxyapatite,CS/HA)多孔材料及蜂巢型聚乳酸(Polylactic Acid,PLA)多孔材料,并對制備材料進行改性,以期獲得具有優(yōu)良力學性能及生物相容性的骨組織工程支架材料。本文先利用RP技術聯合間接成型造孔方法,經CS/HA粉體灌模、冷等靜壓及溶蠟后獲得力學性能優(yōu)良的蜂巢型CS/HA多孔人工骨支架材料�；诖�,CS/HA多孔支架經明膠(Gelatin,Gel)涂層后獲得涂層支架材料CS/HA-Gel,涂層支架再經戊二醛(Glutaraldehyde,Gul)交聯后獲得交聯支架材料CS/HA-Gel/Gul。粒徑分析和XRD結果表明所制粉體粒徑主要為1.09-27.2μm的不規(guī)則短棒狀部分碳酸化的CS/HA復合材料,同時多孔支架材料中CS、Gel和Gul的引入均會使HA的特征峰弱化。SEM結果顯示多孔支架材料具有類似蜂巢的正六邊形多孔結構。CS/HA支架材料表面粗糙,而CS/HA-Gel支架材料表面光滑,材料表面涂層的明膠膜覆蓋了原有的CS/HA粗糙顆粒,交聯改性后的支架材料表面的Gel膜出現了少量的溶解,局部暴露出CS/HA顆粒。力學性能測定結果表明涂層及交聯均能顯著提高支架材料的力學強度;CS/HA支架經1次涂層和3次涂層后的抗壓強度分別是CS/HA支架的5.45和6.03倍,涂層改性大大增強了其抗壓強度。涂層支架材料經戊二醛交聯后,其力學性能得到進一步提升。明膠1次涂層和3次涂層支架經交聯處理后,同比未交聯支架抗壓強度分別提高了9.72%和73.30%。體外降解實驗結果表明三種支架材料均具有良好的降解性能,三種支架材料中CS/HA-Gel/Gul降解速率最為緩慢。MTT實驗結果顯示這三種蜂巢結構多孔支架材料均符合細胞毒性要求;細胞培養(yǎng)實驗結果表明這三種支架材料均具有良好的細胞粘附性,改性后的CS/HA-Gel和CS/HA-Gel/Gul多孔支架材料更有利于細胞的早期粘附和增殖。本文再依據計算機輔助設計的蜂巢型多孔結構數據模型,利用3D打印機直接制備出蜂巢狀PLA多孔支架,并利用涂層及礦化手段對材料進行表面改性。SEM結果顯示PLA多孔支架材料具有類似蜂巢的正六邊形多孔結構。支架材料表面呈纖維層疊狀,PLA纖維之間存在小縫隙,經殼聚糖(Chitosan,CS)涂層處理后支架材料表面形成光滑膜層。支架再經礦化修飾后,支架涂層CS膜層表面沉積了礦物質顆粒。電子萬能試驗機測壓縮強度表明,涂層及礦化均能提高抗壓強度。體外降解實驗結果表明結構完整的純PLA支架材料降解速率過于緩慢,在前6周內無明顯失重。而涂層及礦化改性后的PLA,其降解速率得到顯著提高,改性支架更適合作為植入式可降解人工骨材料。MTT實驗結果顯示這三種PLA多孔支架材料均符合細胞毒性要求;細胞粘附生長的熒光照片表明,7d后改性支架材料上細胞密度更大,活性更好。攻克骨組織工程多孔支架材料力學強度差這一大難關,對于人工骨材料實現臨床應用至關重要。依據蜂巢質量輕、孔隙率高、機械性能好的結構優(yōu)點,本文仿生構建的蜂巢狀骨組織工程多孔支架材料及其改性支架材料,既具備生物學要求的三維多孔結構,又具有優(yōu)良的力學性能及生物相容性,在骨組織工程領域顯示出較好的應用前景。
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：R318.08;TB383.4
【圖文】：

廣東工業(yè)大學碩士學位論文別用去離子水和無水乙醇沖洗 3 遍，晾干備用。模：如圖 2-1 所示，先用(b)中剪好的濾紙和石英模具組合蠟模具放入其中，檢查濾紙是否有移位。然后將組合件 入上述制備的簡易輔助裝置的空槽內，用去離子水潤洗接抽濾瓶和真空水泵。然后將用無水乙醇分散制備的 10，直至將石蠟模板填滿。將填滿的石蠟模板連同濾紙取，室溫放置晾干。

架材料表面粉末的紅外光譜圖（a）CS/HA 多孔支架材料表面粉末；（b）孔支架材料表面粉末；（c）CS/HA-Gel/Gul 多孔支架材料表面粉末red spectrum of powder on the surface of porous scaffold material (a) surus scaffold material; (b) surface powder of CS/HA-Gel porous scaffold msurface powder of CS/HA-Gel/Gul porous scaffold material 所示為三種蜂巢型多孔支架材料表面粉末的的紅外光譜圖。料均有三個較為強烈的特征峰分別在 600 cm-1、1200 cm-1和改性后的 b 和 c 比起 a 在 1650 cm-1處特征峰有不同程度增強戊二醛改性后的材料引入了較多的酰胺基和氨基，同時戊二的 1737 cm-1左右的羰基伸縮振動峰有明顯增強，這可能一部，另一部原因是戊二醛交聯后使得明膠或殼聚糖的羰基更易被

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 章朱迎;陳靜;俞佳蕾;趙倩;曹傳昊;沈佳麗;施冬健;;多巴胺改性海藻酸多孔支架的制備與性能[J];應用化學;2018年06期

2 邵榮學;全仁夫;張亮;謝尚舉;楊迪生;韋習成;;梯度復合HA/ZrO_2多孔支架材料在松質骨缺損應用的實驗[J];中國比較醫(yī)學雜志;2015年11期

3 楊芳裕;康江河;王軍;任磊;;明膠-硅氧烷多孔支架材料原位誘導兔顱骨再生的實驗研究[J];醫(yī)學信息(中旬刊);2010年02期

4 唐倩;陳建洪;黃南楠;梁煥友;;組織工程化骨髓基質細胞與新型多孔支架材料復合體的體外研究[J];中華口腔醫(yī)學研究雜志(電子版);2011年04期

5 王芬;李世榮;王佩怡;;聚乳酸多孔支架材料的制備研究[J];化學與生物工程;2010年11期

6 黃經春;李偉迎;徐琴;孫立魁;王瑾曄;;玉米蛋白3-D多孔支架材料仿生礦化的初步研究[J];生物醫(yī)學工程研究;2014年03期

7 董志紅;李玉寶;張利;左奕;;軟骨修復用HA／PU多孔支架材料的制備與表征[J];無機材料學報;2007年06期

8 尹浩月;鄧久鵬;馬麗娟;田宜文;;冷凍干燥法制備聚乳酸多孔支架[J];生物醫(yī)學工程研究;2019年02期

9 陳康;王大平;熊建義;朱偉民;劉建全;雷鳴;許蘊;張曉麗;劉弼;;TGF-β1誘導分化的兔BMSCs復合左旋聚乳酸\β-磷酸三鈣多孔支架材料體外研究實驗[J];中國臨床解剖學雜志;2012年05期

10 歐陽建安;王大平;熊建義;肖德明;劉建全;朱偉民;尤微;張曉麗;許蘊;黃江鴻;阮建明;;新型鉭鈮多孔支架材料的細胞生物相容性研究[J];中國矯形外科雜志;2012年13期

相關會議論文 前10條

1 游秀東;高建平;朱孟府;張西正;;硫酸鈣多孔支架材料的制備及其結構和性能的研究[A];第六屆中國功能材料及其應用學術會議論文集（5）[C];2007年

2 魏俊超;何盼;劉愛學;陳學思;景遐斌;;改性納米羥基磷灰石/聚乳酸多孔支架材料的構建及其生物活性[A];2009年全國高分子學術論文報告會論文摘要集（下冊）[C];2009年

3 唐艷娟;陳槐卿;吳巧鳳;肖彬;周大利;;新型磷灰石/硅灰石生物活性玻璃陶瓷多孔支架材料的細胞相容性研究[A];中國復合材料學術研討會論文集[C];2005年

4 丁建東;景殿英;王幀;賴毓霄;余麟;唐鍵;孫建國;楊子剛;劉鵬;張歡;黃靜歡;常廣濤;吳林波;張洪;朱文;張俊川;Stefan GRAETER;;合成高分子組織工程多孔支架材料的研究[A];2005年上海市醫(yī)用生物材料研討會論文匯編[C];2005年

5 趙明東;張新潮;曹露;蔡國平;倪妙忠;董健;;FK506表面修飾對多孔支架材料在兔子體內促成骨效能的影響[A];第二十一屆全國中西醫(yī)結合骨傷科學術研討會暨骨傷科分會換屆大會論文匯編[C];2014年

6 李海燕;常江;;硅灰石/D,L-聚乳酸多孔支架材料的制備與表征[A];中國生物醫(yī)學工程學會第六次會員代表大會暨學術會議論文摘要匯編[C];2004年

7 文建川;邵正中;;絲蛋白多孔支架的形成機理研究[A];2009年全國高分子學術論文報告會論文摘要集（下冊）[C];2009年

8 成國祥;王玲;劉曉非;蔡志江;姚康德;羅永紅;;聚羥基丁酸酯多孔支架材料的制備研究[A];第四屆中國功能材料及其應用學術會議論文集[C];2001年

9 喬煒;梁隔;紀立軍;;埃洛石增強明膠多孔支架研究[A];中國化學會第30屆學術年會摘要集-第十分會：高分子[C];2016年

10 唐艷娟;陳槐卿;吳巧鳳;肖彬;周大利;;新型磷灰石/硅灰石生物活性玻璃陶瓷多孔支架材料的細胞相容性研究[A];全國首屆青年復合材料學術交流會論文集[C];2007年

相關博士學位論文 前3條

1 唐艷娟;成骨誘導骨髓間充質干細胞與AW生物活性玻璃陶瓷多孔支架材料復合的體內外研究[D];四川大學;2006年

2 夏磊磊;體外組織工程支架材料的制備及其對成骨細胞增殖的影響[D];湖南大學;2014年

3 吳曉東;生物活性骨組織工程支架的研究及介孔羥基磷灰石的初步探討[D];吉林大學;2012年

相關碩士學位論文 前10條

1 廖俊威;蜂巢型多孔人工骨支架材料的制備和改性研究[D];廣東工業(yè)大學;2019年

2 田娜娜;聚酰胺1010/羥基磷灰石多孔支架材料的制備與性能研究[D];鄭州大學;2018年

3 田莉;環(huán)氧化合物制備絲素多孔支架材料的結構性能和細胞相容性研究[D];浙江大學;2006年

4 曹大福;EMPLGA的制備及多孔支架材料的研究[D];湖南科技大學;2014年

5 徐琴;玉米蛋白植入動物體內的免疫學分析方法初探、仿生涂層制備以及偶氮苯—膽固醇衍生物在防曬領域的應用[D];上海交通大學;2013年

6 溫普;天然多糖大分子多孔材料的制備及性能表征[D];天津大學;2008年

7 王科鋒;聚乳酸/β-磷酸三鈣復合多孔支架材料成型方法和致孔工藝研究[D];四川大學;2006年

8 霍書娟;硫酸鈣基骨修復材料及其支架材料的研究[D];天津大學;2005年

9 王明波;納米羥基磷灰石/聚乙烯醇/明膠復合材料的研究[D];四川大學;2007年

10 孫士家;HAPw/nmZnO-nmCaO抗菌骨修復材料的制備及性能研究[D];昆明醫(yī)科大學;2017年

本文編號：2719763