生物活性玻璃表面改性处理及其复合支架的研制

摘要

生物活性玻璃(BG)具有良好的生物相容性、生物活性以及细胞亲和性，在骨组织工程支架材料的研究方面具有很好的应用前景。针对骨组织工程构建的要求和以往复合支架无机一有机界面相容性的不足，本研究采用氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)偶联剂改性溶胶凝胶生物活性玻璃，把APTES中的氨丙基接枝在生物活性玻璃表面。在不同反应条件下进行试验，用傅立叶红外吸收光谱(FTIR)考察接枝量，发现在以正己烷为溶剂、在80℃、氮气保护条件下，反应12小时，接枝量最大，接枝效率最高。并利用FTIR、x光电子能谱(XPS)、差示扫描(DSC)、热失重仪(TG)等对改性后的生物活性玻璃(SBG)材料的表面和内部结构进行了深入的研究，证实了APTES是通过共价键(Si-O-Si)接枝到BG表面，并在BG表面形成了一层与有机相界面相容性优良的偶联剂层。 把BG和SBG与壳聚糖(CS)、明胶(Gel)进行复合，采用真空冷冻干燥法，制备出CS-Gel/BG和CS-Gel/SBG复合三维多孔支架材料，分别考察无机相和有机相对复合支架的孔隙率、抗弯强度、微观形貌的影响以及急冷冻温度对支架的微观形貌和交联剂对支架浸泡在水、SBF和培养液中的力学性能的影响。结果表明，SBG颗粒与有机相界面相容性好、界面作用力强、在有机相中分散性好，具有三维连通多孔结构、高的孔隙率和良好的力学性能。 利用静念浸泡方式将壳聚糖．明胶(CS-Gel)、CS-Gel/BG、CS-Gel/SBG复合支架在模拟体液(SBF)中进行体外模拟矿化试验，通过XRD、FTIR、SEM研究不同支架的生物矿化性能，分析矿化后复合支架材料的化学结构和微观形貌的差异，探讨不同支架表面碳酸羟基磷灰石(HCA)的形成机理。结果表明CS-Gel/SBG复合支架在SBF中浸泡12小时后表面就有HCA颗粒生成，说明该复合支架具有优良的生物矿化性能和生物活性；考察不同复合支架的失重率后发现CS-GeI/SBG具有良好的降解性能；从浸泡液的PH值的变化结果表明CS-Gel/SBG浸泡液的弱碱性环境与细胞的生存环境一致，适宜细胞生存。 CS-GeI/SBG支架具有三维连通多孔结构、高的孔隙率、良好的力学性能以及优异的生物活性、生物矿化性能和降解性能，而且降解后的弱碱性环境适宜细胞存活，所以具有良好的应用前景，有望在骨组织的修复和重建领域得到广泛临床应用。

目录

文摘

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第一章 绪论

第二章 生物活性玻璃表面改性处理

第三章 壳聚精-明胶与生物活性玻璃复合三维多孔支架的制备

第四章 壳聚糖-明胶与生物活性玻璃复合支架的仿生矿化性能研究

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的与学位论文相关的学术论文

致谢