發(fā)布時間：2022-01-17 05:02

　　為改善組織工程骨支架機械性能、表面孔隙形貌及內部微觀顆粒結構,利用自行研制機械式擠出3D打印裝置制備PVA/SF/HA復合材料組織工程骨支架,通過超聲波處理以達到對組織工程骨支架的改性。探究在頻率40kHz,功率為70W,處理時長為90s、280s、480s的三種不同情況下,通過進行SEM、XRD、FT-IR和力學實驗測試來表征樣品。結果表明:經超聲波處理過的支架,其抗壓縮和抗剪切性能均有較為明顯的提高,表面孔隙形貌和微觀顆粒結構也都有顯著改善,并且隨超聲波處理時間的增加,力學性能和表面形貌的改善越明顯。 

【文章來源】：機械設計與制造. 2020,(11)北大核心

【文章頁數】：4 頁

【部分圖文】：

組織工程骨支架

支架表面是細胞與植入支架首先進行接觸的部位，故其對于細胞對植入支架的反應效果有重要影響，因此對骨組織工程支架進行表面改性處理，改善表面結構形貌可以提高支架在生物體內的結合程度[5]。研究認為，表面微結構、孔隙及表面粗糙度等對細胞在支架上的粘附、增殖以及分化均有重要的意義，對營養(yǎng)物質的吸附也有重要的影響。因此，在支架表面構造成表面粗糙的多孔隙結構具有重要意義。試驗樣品的低倍SEM圖，如圖2所示。由圖可知，對照組的PVA/SF/HA復合材料組織工程骨支架表面光滑，粗糙度低基本沒有微米孔隙，這不利于細胞和營養(yǎng)物質的附著，通過超聲波處理的支架，其表面發(fā)生明顯變化，表面變得粗糙，并且表面存在較多微米級孔隙，并且隨著超聲波處理時間的增加，表面孔隙明顯增加，這有助于支架表面吸附營養(yǎng)物質和細胞的附著與生長，有利于提高PVA/SF/HA復合材料組織工程骨支架在體內的整合。3.2 FT-IR分析

PVA/SF/HA復合材料粒子的SEM圖，如圖5所示。顆粒形貌不僅僅影響復合材料的力學性能，而且影響復合材料的生物降解性能，如棒狀結構的納米粒子更易于被細胞吞噬[9]，由圖可知，未經超聲波加工處理的粒子形貌為絮狀結構，這種結構的力學性能差，經超聲波加工處理的粒子形貌為棒狀，這有助于提高其力學強度[10]。通過圖還可看出，隨超聲波處理時間增加，棒狀顆粒數量越多。3.5 壓縮性能實驗

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]絲素蛋白-聚乙烯醇復合凝膠對骨組織工程支架性能的影響[J]. 高欣欣,許燕,周建平,張旭婧,胡國玉.  燕山大學學報. 2017(02)
[3]小孔去毛刺的超聲波加工可行性的研究[J]. 甘露華,丁艷紅.  中國農機化學報. 2015(05)
[4]納米羥基磷灰石/聚氨酯支架材料體外的生物活性和降解性[J]. 董志紅,李玉寶,王學江.  硅酸鹽學報. 2008(11)
[5]FTIR用于變性蛋白質二級結構的研究進展[J]. 盧雁,張瑋瑋,王公軻.  光譜學與光譜分析. 2008(01)
[6]納米羥基磷灰石形貌對復合材料力學強度的影響[J]. 高衛(wèi)民,阮承祥,陳運法.  材料科學與工程學報. 2006(05)

博士論文
[1]利用高場強超聲波增強大豆蛋白凝膠性及凝膠緩釋效果[D]. 胡昊.華中農業(yè)大學 2014
[2]具有二級三維網絡結構的殼聚糖/羥基磷灰石骨組織工程復合支架材料的構建及其生物性能研究[D]. 王冠聰.山東大學 2012

碩士論文
[1]家蠶絲素蛋白自組裝行為及其在藥物緩釋方面的研究[D]. 王群.蘇州大學 2015
[2]羥基磷灰石—硅灰石/絲素蛋白復合材料的制備及表征[D]. 趙松.蘇州大學 2012



本文編號：3594090