本文關(guān)鍵詞：仿骨β-TCP生物陶瓷制備與研究

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【摘要】：骨骼作為人體重要的組成部分，其對(duì)人體的各個(gè)臟器起著不可替代的保護(hù)和支持作用，同時(shí)還擔(dān)負(fù)著支撐軀干、造血、儲(chǔ)鈣、代謝等功能，是人體生命的基礎(chǔ)。人體含有大小共計(jì)206塊骨骼，一旦骨骼出現(xiàn)損傷，會(huì)對(duì)人體造成極大的損害，而且大部分骨缺損不能自愈，需要進(jìn)行骨移植治療，于是仿骨材料被廣泛應(yīng)用起來�？捎糜诠且浦仓委煹姆鹿遣牧隙喾N多樣，一般包括金屬材料、非金屬材料以及高分子材料等，每種材料根據(jù)其性質(zhì)及特點(diǎn)還可以繼續(xù)分類，目前非金屬材料中的磷酸三鈣基生物陶瓷材料的應(yīng)用十分廣泛，由于其成分與骨質(zhì)中的無機(jī)相成分十分相似，所以其降解性、相容性以及在誘導(dǎo)骨生長方面具有特殊的優(yōu)勢(shì)，一直都是研究的熱點(diǎn)。 本論文研究磷酸鈣基生物陶瓷材料中的β-磷酸三鈣（β-TCP）。首先以硝酸鈣和PBTC為原料制備β-TCP粉體，原料成本低廉。將兩種原料按照鈣磷原子比為1.5:1的比例進(jìn)行稱量，用去離子水溶解后放在磁力攪拌器上進(jìn)行反應(yīng)，溫度控制在85℃左右，最后得到膠狀前驅(qū)體，將前驅(qū)體放在馬弗爐中進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，溫度為1000℃，升溫速度為3℃/min，保溫6小時(shí)后得到β-TCP粉體，使用X射線衍射（XRD）儀對(duì)粉體進(jìn)行分析，根據(jù)PDF標(biāo)準(zhǔn)卡片庫的比對(duì)結(jié)果可知，反應(yīng)獲得的β-TCP粉體結(jié)晶效果良好。應(yīng)用BT-9300ST型激光粒度分布儀對(duì)燒結(jié)粉體進(jìn)行分析可知，粉體顆粒平均直徑為11μm，且粒徑分布均勻。為改善β-TCP生物陶瓷的力學(xué)性能，，對(duì)β-TCP粉體進(jìn)行了改性研究。由于人體骨組織中除了主要的鈣離子以外，還含有許多其它金屬離子，如鈉離子、鉀離子、鎂離子、鐵離子等，本試驗(yàn)就是向β-TCP中添加鎂離子進(jìn)行改性處理，在基本工藝條件不變的情況下將原料改為硝酸鈣、PBTC及硝酸鎂，按照配合比例(Ca+Mg)/P=1.50(原子比)進(jìn)行混合反應(yīng)，便可得到改性處理的含有鎂元素的β-TCP粉體，通過X射線衍射（XRD）分析與粒徑分析可知改性成功且改性效果很好。 對(duì)β-TCP粉體進(jìn)行仿骨陶瓷制備。本試驗(yàn)選擇聚乙烯醇（PVA）做粘結(jié)劑，硬脂酸作為致孔劑，將原料混合后放入模具中，用熱壓機(jī)壓制成型，然后進(jìn)行燒結(jié)，溫度為1250℃，升溫速度不超過3℃/min，升溫過程中的保溫時(shí)間根據(jù)原料的性質(zhì)進(jìn)行設(shè)定，到達(dá)溫度為1250℃后保溫5小時(shí)，然后隨爐冷卻至室溫，便得到仿骨β-TCP生物陶瓷，改性處理后的仿骨β-TCP生物陶瓷體積減小。對(duì)仿骨β-TCP生物陶瓷進(jìn)行X射線衍射（XRD）儀分析發(fā)現(xiàn)高溫?zé)Y(jié)后β-TCP沒有發(fā)生改變，且其中的添加物都被燒盡，改性處理的同樣未發(fā)生變化。在對(duì)其孔隙率進(jìn)行檢測時(shí)發(fā)現(xiàn)，未改性的β-TCP生物陶瓷孔隙率在50%-85%之間，而改性處理后的則在40%-75%之間，有所降低，但是其孔徑大都在幾百納米至幾百微米之間，且分布較為均勻，與松質(zhì)骨骨結(jié)構(gòu)十分相似，有利于降解以及骨細(xì)胞的長入。對(duì)該仿骨陶瓷進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過改性處理的仿骨β-TCP生物陶瓷的強(qiáng)度好于未做改性處理的。對(duì)仿骨β-TCP生物陶瓷進(jìn)行體外降解試驗(yàn)，結(jié)果表明未做改性處理的仿骨β-TCP生物陶瓷降解率高于改性處理的仿骨β-TCP生物陶瓷，降解情況良好，改性處理仿骨β-TCP生物陶瓷降解率雖然低一些，但是28天以后的降解率最低達(dá)到了4.65%，降解情況依然良好，且其降解穩(wěn)定性優(yōu)于未做改性處理的仿骨β-TCP生物陶瓷。
【關(guān)鍵詞】：β-TCP 離子改性 仿骨材料 壓縮強(qiáng)度 體外降解
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R318.08
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-30
• 1.1 研究背景12-17
• 1.1.1 骨骼結(jié)構(gòu)分析12-14
• 1.1.2 骨的力學(xué)性質(zhì)14-15
• 1.1.3 骨損傷及治療15-17
• 1.2 生物醫(yī)用材料概述17-20
• 1.3 生物醫(yī)用無機(jī)材料20-23
• 1.3.1 惰性生物醫(yī)用無機(jī)材料21-22
• 1.3.2 活性生物醫(yī)用無機(jī)材料22
• 1.3.3 可吸收和可降解生物醫(yī)用無機(jī)材料22-23
• 1.4 磷酸三鈣基生物陶瓷材料及應(yīng)用23-28
• 1.5 本論文研究思路與意義28-30
• 第2章 β-TCP 粉體制備及其改性30-50
• 2.1 試驗(yàn)設(shè)備及藥品31-32
• 2.2 試驗(yàn)方法及步驟32-43
• 2.2.1 前驅(qū)體制備32-37
• 2.2.2 脫水與燒結(jié)37-40
• 2.2.3 X 射線衍射（XRD）分析40-41
• 2.2.4 粒徑分析41-43
• 2.3 添加 Mg 離子進(jìn)行改性處理43-48
• 2.3.1 X 射線衍射（XRD）分析45-46
• 2.3.2 粒徑分析46-48
• 2.4 本章小結(jié)48-50
• 第3章 仿骨β-TCP 生物陶瓷制備及性能50-70
• 3.1 試驗(yàn)儀器及藥品52
• 3.2 試驗(yàn)方法及步驟52-59
• 3.2.1 粘結(jié)劑與致孔劑53-54
• 3.2.2 成型制備54-57
• 3.2.3 燒結(jié)57-59
• 3.3 X 射線衍射（XRD）分析59-60
• 3.4 能譜分析60-62
• 3.5 仿骨β-TCP 生物陶瓷結(jié)構(gòu)62-66
• 3.5.1 氣孔率62
• 3.5.2 孔徑大小62-66
• 3.6 仿骨β-TCP 生物陶瓷強(qiáng)度66-67
• 3.7 本章小結(jié)67-70
• 第4章 仿骨β-TCP 生物陶瓷體外降解試驗(yàn)70-80
• 4.1 試驗(yàn)儀器及藥品70-71
• 4.2 試驗(yàn)方法及步驟71-74
• 4.2.1 模擬體液配置71-73
• 4.2.2 仿骨β-TCP 降解性測試73-74
• 4.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析74-78
• 4.3.1 降解率分析74-75
• 4.3.2 能譜分析75-78
• 4.4 本章小結(jié)78-80
• 第5章 結(jié)論與展望80-82
• 5.1 主要結(jié)論80
• 5.2 展望80-82
• 參考文獻(xiàn)82-90
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及參與科研項(xiàng)目情況90-92
• 導(dǎo)師及作者簡介92-94
• 致謝94

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：526257