本文關鍵詞：多孔碳酸鈣生物陶瓷的制備及表征，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：骨組織工程為解決由于先天不足、事故等原因造成的骨缺損修復這一難題提供了新的途徑。在骨組織工程中，支架材料具有重要作用，它不僅為細胞提供賴以生長、分化和增殖的場所，引導受損組織再生和控制再生組織結(jié)構(gòu)，同時也為損傷部位提供臨時支撐作用。珊瑚由于其良好的生物相容性、良好的機械性能以及孔結(jié)構(gòu)與松質(zhì)骨相似，在人骨損傷修復方面得到了廣泛應用。但天然珊瑚由于不同珊瑚性狀不穩(wěn)定以及含有細菌、重金屬物質(zhì)，限制了它在臨床上的進一步應用。碳酸鈣（CaCO3）作為珊瑚的主要成分，它已經(jīng)被證明具有良好生物相容性、骨引導性及生物降解性，對于骨損傷修復具有重要作用。本文以碳酸氫鈣（Ca(HCO3)2）為原料，采用纖維造孔法與顆粒造孔法制備多孔CaCO3陶瓷支架，以β-Ca2SiO4陶瓷顆粒提高材料抗壓強度與生物活性，主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下： (1)以Ca(HCO3)2為原料，制備塊體CaCO3陶瓷，經(jīng)過550℃燒結(jié)后材料的抗壓強度可達39.3MPa。XRD圖譜表明材料由方解石相組成，結(jié)合甘油-酒精法證實CaCO3沒有進一步分解成CaO。通過纖維隨機混合法與纖維預粘接法制備多孔CaCO3陶瓷支架，通過控制纖維加入量與排列方式，可以控制支架的開孔率與抗壓強度，材料的連通性較好，材料抗壓強度符合松質(zhì)骨的要求。通過MG-63細胞培養(yǎng)實驗說明支架具有良好的生物相容性。 (2)顆粒造孔法制備多孔CaCO3陶瓷支架，制備支架具有合適的孔隙率與抗壓強度，陶瓷支架大孔之間通過小孔相連通，構(gòu)成三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，材料孔連通性良好。通過在支架上接種MG-63細胞，經(jīng)過6h培養(yǎng)，細胞在支架上黏附良好，培養(yǎng)7d后，細胞大量增殖，說明多孔CaCO3陶瓷支架具有良好的生物相容性。 (3)采用β-Ca2SiO4陶瓷顆粒改性CaCO3陶瓷支架，提高陶瓷的抗壓強度與生物活性。首先采用溶膠-凝膠法制備β-Ca2SiO4陶瓷顆粒，，將其與Ca(HCO3)2共混，制備β-Ca2SiO4/CaCO3復合陶瓷支架，發(fā)現(xiàn)通過添加β-Ca2SiO4陶瓷顆�？梢蕴岣咧Ъ懿牧系目箟簭姸�。通過浸泡SBF實驗發(fā)現(xiàn)，添加β-Ca2SiO4陶瓷顆�？娠@著提高材料的生物活性。通過觀察MG-63細胞在β-Ca2SiO4/CaCO3支架培養(yǎng)4h、6h、6d的黏附與生長情況，說明改性后材料可以促進細胞的黏附，材料的生物相容性良好。 以上結(jié)果說明，制備的CaCO3陶瓷支架具有優(yōu)良的物理性能與生物相容性，該材料有望應用于骨組織工程。
【關鍵詞】：骨組織工程 碳酸鈣 多孔陶瓷 β-Ca2SiO4陶瓷顆粒 生物相容性
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：R318.08
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 插圖索引11-13
• 附表索引13-14
• 第1章 緒論14-24
• 1.1 骨組織工程14-16
• 1.1.1 骨組織工程概述14-15
• 1.1.2 骨組織工程原理和方法15-16
• 1.2 骨組織工程支架材料分類16-20
• 1.2.1 金屬支架材料17
• 1.2.2 高分子支架材料17-18
• 1.2.3 陶瓷支架材料18-20
• 1.3 生物陶瓷支架制備方法20-21
• 1.4 碳酸鈣（CaCO_3）生物陶瓷支架21-22
• 1.4.1 天然珊瑚支架21-22
• 1.4.2 人工合成 CaCO_3陶瓷支架22
• 1.5 β-硅酸二鈣（β-Ca_2SiO_4）陶瓷顆粒22-23
• 1.6 研究內(nèi)容及目的23-24
• 第2章 實驗內(nèi)容和方法24-32
• 2.1 實驗原料及設備24-25
• 2.2 實驗方法25-26
• 2.2.1 溶膠-凝膠法制備β-Ca_2SiO_4陶瓷顆粒25-26
• 2.2.2 聚乳酸（PLA）纖維的制備26
• 2.2.3 CaCO_3陶瓷的制備26
• 2.3 材料物理性能測試與表征手段26-32
• 2.3.1 抗壓強度測試26-27
• 2.3.2 開孔率測量27
• 2.3.3 熱重-差示熱分析27
• 2.3.4 X 射線衍射分析27
• 2.3.5 甘油-酒精法測量游離氧化鈣27-28
• 2.3.6 材料形貌分析28
• 2.3.7 壓汞法表征材料的孔徑分布28
• 2.3.8 材料的生物學表征28-31
• 2.3.9 材料生物活性檢測手段31-32
• 第3章 纖維造孔法制備 CaCO_3陶瓷支架及表征32-43
• 3.1 前言32
• 3.2 塊體 CaCO_3陶瓷的制備32-35
• 3.2.1 Ca(HCO_3)_2的熱重分析32-33
• 3.2.2 溫度對 CaCO_3陶瓷性能的影響33-35
• 3.3 PLA 纖維的制備與表征35-37
• 3.3.1 PLA 的熱重分析35-36
• 3.3.2 PLA 纖維的制備與表征36-37
• 3.4 纖維隨機混合法制備多孔 CaCO_3陶瓷支架37-38
• 3.4.1 PLA 纖維長度對多孔 CaCO_3陶瓷支架形貌的影響37-38
• 3.4.2 PLA 纖維含量對多孔 CaCO_3陶瓷支架抗壓強度的影響38
• 3.5 纖維預粘接法制備多孔 CaCO_3陶瓷支架38-40
• 3.5.1 纖維粘接工藝的選擇38
• 3.5.2 不同長度纖維與排列方式對多孔 CaCO_3陶瓷支架性能的影響38-40
• 3.6 多孔 CaCO_3陶瓷支架的生物相容性研究40-42
• 3.6.1 MG-63 細胞在多孔 CaCO_3陶瓷支架的黏附40-41
• 3.6.2 MG-63 細胞在多孔 CaCO_3陶瓷支架的增殖41-42
• 3.7 本章小結(jié)42-43
• 第4章 顆粒造孔法制備多孔 CaCO_3陶瓷支架及表征43-50
• 4.1 前言43
• 4.2 顆粒造孔法制備多孔 CaCO_3陶瓷支架與性能表征43-47
• 4.2.1 造孔劑的選擇43-44
• 4.2.2 多孔 CaCO_3陶瓷支架的開孔率和抗壓強度44-45
• 4.2.3 多孔 CaCO_3陶瓷支架微觀形貌45-46
• 4.2.4 壓汞法測試材料的孔徑分布46-47
• 4.3 多孔 CaCO_3陶瓷支架的生物相容性研究47-49
• 4.3.1 MG-63 細胞在多孔 CaCO_3陶瓷支架的黏附47-48
• 4.3.2 MG-63 細胞在多孔 CaCO_3陶瓷支架的增殖48-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第5章 β-Ca_2SiO_4/CaCO_3復合陶瓷支架的制備與表征50-61
• 5.1 前言50
• 5.2 β-Ca_2SiO_4生物活性陶瓷顆粒的制備與表征50-52
• 5.2.1 β-Ca_2SiO_4生物活性陶瓷顆粒的制備50-51
• 5.2.2 β-Ca_2SiO_4生物活性陶瓷顆粒的表征51-52
• 5.3 β-Ca_2SiO_4/CaCO_3復合支架的制備與性能表征52-60
• 5.3.1 添加β-Ca_2SiO_4陶瓷顆粒對 CaCO_3陶瓷抗壓強度的影響52-53
• 5.3.2 β-Ca_2SiO_4/CaCO_3復合支架微觀形貌53
• 5.3.3 β-Ca_2SiO_4/CaCO_3復合支架生物活性表征53-58
• 5.3.4 β-Ca_2SiO_4/CaCO_3復合支架生物相容性表征58-60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論與展望61-63
• 參考文獻63-70
• 附錄 A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄70-71
• 致謝71

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：多孔碳酸鈣生物陶瓷的制備及表征，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：461350