聚乙烯醇和硅酸鈣骨支架的制備及成性機理研究
本文關鍵詞:聚乙烯醇和硅酸鈣骨支架的制備及成性機理研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:摘要:生物可降解聚合物和生物活性陶瓷是兩種應用最為廣泛的骨支架材料。特別是其中聚乙烯醇(PVA)具有韌性好、易于加工成型和降解速率可控等優(yōu)點,硅酸鈣(CaSiO3)具有硬度大、生物活性和生物相容性良好等特點。本文選用具有代表性的PVA和CaSiO3為研究對象,以選擇性激光燒結(SLS)為成型工藝,分別制備了PVA、CaSiO3與PVA/CaSiO3復合支架并進行了成性機理研究。論文主要的工作和創(chuàng)新有: 1)基于6050控制卡的動態(tài)鏈接庫,在Delphi語言環(huán)境下開發(fā)了SLS制備骨支架的控制軟件,該軟件具有激光成型、狀態(tài)監(jiān)測和緊急情況處理等模塊。 2)通過SLS實驗獲得了一組PVA支架的最優(yōu)工藝參數(shù),在此工藝參數(shù)下制備了多種具有定制外形和互連多孔結構的支架,其孔隙率可達82.35%。而且細胞在支架上的粘附和生長能力強,但是模擬體液(SBF)中沒有發(fā)現(xiàn)類骨磷灰石層在支架上形成。 3)利用SLS制備了多孔CaSiO3支架,研究了其在不同工藝參數(shù)下的成型機理。發(fā)現(xiàn)隨著激光功率的增加(0-18W),由于支架致密化程度和物相組成的變化,支架機械性能先增大后減小。而且CaSiO3支架具有良好的生物活性、細胞相容性和骨誘導性。 4)為了綜合PVA和CaSiO3的優(yōu)點并彌補缺點,制備了PVA/CaSiO3復合骨支架。發(fā)現(xiàn)相對于PVA支架,含有15wt%CaSiO3的復合支架壓縮強度提高了43.28%,壓縮模量提高了61.22%。同時復合支架還具有良好的生物活性和細胞相容性。
【關鍵詞】:選擇性激光燒結 聚乙烯醇 硅酸鈣 復合支架 組織工程
【學位授予單位】:中南大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2014
【分類號】:R318.08
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-10
- 1 緒論10-21
- 1.1 骨組織工程10-12
- 1.1.1 骨組織工程概述10-11
- 1.1.2 人工骨支架的作用與性能要求11-12
- 1.2 人工骨支架種類12-15
- 1.2.1 人工合成材料制備的骨支架12-13
- 1.2.2 天然材料制備的骨支架13-14
- 1.2.3 不同材料復合制備的骨支架14-15
- 1.3 人工骨支架的制備方法15-18
- 1.3.1 傳統(tǒng)制備方法15-16
- 1.3.2 快速成型技術16-18
- 1.4 人工骨支架存在的問題及發(fā)展前景18-19
- 1.5 創(chuàng)新點和研究內(nèi)容19-21
- 1.5.1 研究思路與創(chuàng)新點19-20
- 1.5.2 研究內(nèi)容20-21
- 2 多孔聚乙烯醇支架的制備及成性機理研究21-39
- 2.1 控制軟件開發(fā)21-26
- 2.1.1 激光燒結系統(tǒng)硬件組成21-23
- 2.1.2 控制軟件開發(fā)23-26
- 2.2 測試和表征26-28
- 2.3 復雜多孔支架設計及制備28-31
- 2.3.1 復雜多孔支架設計28-29
- 2.3.2 聚乙烯醇支架制備29-31
- 2.4 激光功率對聚乙烯醇支架微觀結構影響31-33
- 2.4.1 原材料31
- 2.4.2 激光功率對聚乙烯醇支架表面形貌的影響31-33
- 2.4.3 激光功率對聚乙烯醇支架物相組成的影響33
- 2.5 聚乙烯醇支架的機械性能和孔隙率33-36
- 2.5.1 聚乙烯醇支架機械性能33-35
- 2.5.2 聚乙烯醇支架孔隙率35-36
- 2.6 復雜多孔聚乙烯醇支架生物學性能36-37
- 2.6.1 聚乙烯醇支架生物活性36
- 2.6.2 聚乙烯醇支架生物相容性36-37
- 2.7 本章小結37-39
- 3 多孔硅酸鈣陶瓷支架的制備及成性機理研究39-51
- 3.1 硅酸鈣支架制備39-40
- 3.2 激光功率對硅酸鈣支架微觀結構的影響40-43
- 3.2.1 原材料40
- 3.2.2 激光功率對硅酸鈣支架表面形貌的影響40-41
- 3.2.3 激光功率對硅酸鈣支架物相組成的影響41-42
- 3.2.4 激光功率對硅酸鈣支架分子基團的影響42-43
- 3.3 激光功率對硅酸鈣支架機械性能的影響43-45
- 3.4 硅酸鈣支架生物學性能45-49
- 3.4.1 硅酸鈣支架生物活性45-46
- 3.4.2 硅酸鈣支架細胞相容性46-48
- 3.4.3 硅酸鈣支架骨傳導性48-49
- 3.5 本章小結49-51
- 4 聚乙烯醇/硅酸鈣復合骨支架的制備及成性機理研究51-61
- 4.1 復合支架設計與制備51-53
- 4.2 聚乙烯醇/硅酸鈣復合支架微觀結構53-56
- 4.2.1 聚乙烯醇/硅酸鈣復合材料制備53-54
- 4.2.2 聚乙烯醇/硅酸鈣復合支架表面形貌54-56
- 4.3 聚乙烯醇/硅酸鈣復合支架機械性能56-57
- 4.4 聚乙烯醇/硅酸鈣復合支架生物學性能57-59
- 4.4.1 聚乙烯醇/硅酸鈣復合支架生物活性57-58
- 4.4.2 聚乙烯醇/硅酸鈣復合支架細胞相容性58-59
- 4.5 本章小結59-61
- 5 全文總結與展望61-63
- 5.1 全文總結61-62
- 5.2 研究展望62-63
- 參考文獻63-71
- 攻讀學位期間主要的研究成果目錄71-73
- 致謝73
【參考文獻】
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本文關鍵詞:聚乙烯醇和硅酸鈣骨支架的制備及成性機理研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:329927
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