孔隙结构可控的生物多孔陶瓷研制

摘要

羟基磷灰石（HA）具有与机体骨无机成分相似的化学组成，表现出良好的生物活性、骨传导性和骨诱导性，在骨修复和骨移植领域发挥了巨大作用。但是，作为骨组织工程支架材料，多孔HA陶瓷的强度低、孔隙率低、孔隙连通性不足。制备孔隙结构人为可控且具有一定强度的生物多孔陶瓷支架，是目前骨组织工程研究的重点和热点。
　　为解决现有生物多孔陶瓷支架材料孔隙率低、孔隙连通性差的问题，首次提出了弹性致孔剂-凝胶压滤成型制备孔隙结构可控的多孔陶瓷支架技术。研究了弹性微球致孔剂的制备技术，考察了制备条件对弹性微球致孔剂形貌、粒径、力学性能的影响；研究了影响丙烯酰胺凝胶体系注模浆料流动性的因素，获得了流动性好且固含量高的凝胶注模陶瓷浆料；研究了坯体成形条件与孔隙结构的关系，制备出了孔隙结构人为可控的生物多孔陶瓷支架材料，主要结论如下：
　　以高浓度聚乙烯醇（PVA）溶液为原料，利用常压水蒸汽控制PVA溶液温度和湿度的改进高压静电技术，制备出了表面光滑、弹性和力学性能良好、粒径在400~600μm的PVA弹性微球致孔剂，可以满足弹性致孔剂-凝胶压滤成型技术制备多孔陶瓷的要求。
　　采用化学共沉淀法，以水为溶剂制备出了颗粒粒径分别为3.308±0.924μm和3.625±1.188μm的HA前驱体和粉体；以水/乙醇（V/V=3/1）为溶剂制备出了颗粒粒径分别为2.733±0.792μm和2.828±0.599μm的HA前驱体和粉体。
　　采用丙烯酰胺（AM）凝胶体系，在球磨时间为5h，分散剂含量为粉料质量的2.0wt％，pH值为10的条件下，以HA前驱体为粉料制备出了流动性好且固含量高的凝胶浆料。
　　凝胶浆料与PVA弹性微球致孔剂按体积比1:1混合，应用弹性致孔剂-凝胶压滤成型技术，可制备出孔隙呈球形、分布较均匀、结构完整、连通性较好的多孔陶瓷。多孔陶瓷的孔径由致孔剂粒径控制，连通孔径与压滤成型条件有关，实现了孔隙结构人为可控的目标。可以预料弹性致孔剂-凝胶压滤成型技术在骨组织工程中具有广泛的潜在用途。

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1 绪 论

1.1 骨组织工程支架材料

1.2 生物陶瓷

1.3 生物多孔陶瓷的成型技术

1.4 用于多孔陶瓷制备的致孔剂

1.5 本课题研究的意义、目的和内容

2 弹性微球致孔剂的制备

2.1 前言

2.2 实验部分

2.3 实验结果与讨论

2.4 本章小结

3 羟基磷灰石（HA）的制备

3.1 前言

3.2 实验部分

3.3 实验结果与讨论

3.4 本章小结

4 生物多孔陶瓷的制备

4.1 前言

4.2 实验部分

4.3 实验结果与讨论

4.4 本章小结

5 结论与后续工作建议

5.1 结论

5.2 后续工作建议

致谢

参考文献

附 录