生物活性玻璃的矿化性能及细胞亲和性研究

摘要

本研究通过溶胶一凝胶法制备了生物活性玻璃58S和77S。通过体外矿化实验和利用BET(氮气吸附测比表面积)、FTIR(傅立叶转变红外光谱)、XRD(X射线衍射仪)、SEM(扫面电子显微镜)、EDX(电子能谱分析)等测试手段，研究了熔融法生物活性玻璃45S5和溶胶一凝胶生物活性玻璃58S和77S在物理特性和生物矿化性能上的差别，并对它们矿化性能的差异进行机理探讨；通过三种生物活性玻璃的浸提液进行细胞培养实验，检测三种生物活性玻璃的细胞相容性及其离子溶出对成骨细胞功能的影响；本研究还通过添加造孔剂的方法烧结制备了生物活性玻璃58S多孔支架，并采用了一系列检测手段测试了多孔支架的性能及其细胞相容性。 研究结果表明，熔融法生物活性玻璃45S5比表面积较小，仅为3.22 m<,2>/g，相当于一种致密材料；而溶胶-凝胶法生物活性玻璃58S与77S粉体，它们的比表面积分别为115.89 m<,2>/g和369.19 m2/g，其吸附脱附曲线表明它们为一种中孔多孔物质。生物活性玻璃58S的孔径分布分布范围较宽，在5—20nm范围内；而77S的孔径分布范围较窄，在2—4nm范围内。 经过体外矿化实验发现，熔融法生物活性玻璃45S5与溶胶一凝胶生物活性玻璃58S、77S均有良好的生物矿化性能。在SBF溶液中浸泡后，其表面均有HCA和弱结晶度的HA生成。在这三种生物活性玻璃中，45S5在浸泡初期表现出来的矿化性能较差，生成HCA的量较少，而在后期，45S5矿化速度加快，生成HCA的量大幅增加且结晶度较高。77S的生物矿化性能总体较低，仅在前期表现出一定的矿化性能而后期矿化性能增加较慢，矿化生成的为弱结晶的HA。58S表现出来的生物矿化性能最好，浸泡4h后即能生成结晶较好的HCA。根据细胞培养实验可知，生物活性玻璃浸提液对成骨细胞的增殖有良好的促进作用，且细胞增殖顺序依次为：77S组>58S组>45S5组>对照组。 经测试，制备的生物活性玻璃多孔支架材料具有较高的气孔率，达到69．7％，支架的孔径分布在100μm—200μm范围内。通过体外矿化实验可以看出，尽管烧结到700℃的高温，支架材料有一定程度的结晶，多孔材料仍然具有良好的生物矿化性能，在模拟体液SBF中浸泡8h后，表面就能形成HCA层。细胞培养实验发现，支架材料具有良好的生物相容性，成骨细胞在支架材料表面及孔内部均能良好生长。

目录

文摘

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第一章 绪论

第二章 生物活性玻璃生物矿化特性的研究

第三章 生物活性玻璃浸提液对成骨细胞功能的影响

第四章 生物活性玻璃多孔材料的制备及其细胞相容性

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢