纳米磷灰石/聚甲基乙撑碳酸酯复合材料的制备与性能研究

摘要

羟基磷灰石（Hydroxyapatite，HA）是人体骨骼和牙齿的重要无机成分，它具有良好的生物相容性（Biocompatibility）、生物活性（Bioactivity）和骨传导性（Osteoconduction），因此，近年来吸引了越来越多研究者的关注，然而，脆性大、易断裂等力学性能方面的不足，限制了其在临床上的应用。为了提高HA的力学性能，研究者开始设计研究HA的复合材料，渴望以此拓宽其应用范围。
　　本研究以硝酸钙和磷酸三钠为原料，采用常压溶液沉淀法和微波液相合成两种方法在80℃条件下合成HA浆料，结果显示，两种方法合成的纳米磷灰石（Nano-hydroxyapatite，n-HA）晶体在组成成分、晶体结构、尺寸、形貌等方面都与人骨磷灰石晶体十分相似。另外，文章还考察了微波法在不同反应时间对n-HA晶体的形貌、尺寸以及结晶度的影响，发现随反应时间延长其结晶度逐渐提高，晶形也更完整。文章还研究了掺杂CO32-离子对n-HA晶体的影响，X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）等分析结果显示，n-HA晶体中CO32-离子取代PO43-离子可使HA晶体的结晶度降低，具有比标准HA更接近人骨磷灰石晶体的组成和结构，在骨修复领域得到更广泛的应用。
　　本研究目的是制备一种n-HA/聚甲基乙撑碳酸酯（Poly propylene carbonate，PPC）复合生物材料，但由于n-HA颗粒的亲水性表面，PPC基质的疏水性表面，使二者间的界面相容性较差，所以很难使n-HA颗粒均匀分散在PPC基质中，造成材料的性能不佳。因此，本文通过聚乙二醇（Polyethylene Glycol，PEG6000）对n-HA晶体进行表面改性来提高n-HA与PPC的相容性，使其能在PPC中均匀分散。
　　采用 XRD、FT-IR、激光拉曼光谱仪（Raman）、扫描电子显微镜（SEM）等检测仪器对n-HA、PPC及n-HA/PPC复合材料的结构和微观形貌进行表征。结果表明，n-HA晶体经PEG6000改性后，表面附着一层PEG6000包覆层，减少了n-HA颗粒的团聚现象，提高了其分散性，并且PEG6000与PPC基质间良好的亲和性，使改性后n-HA与PPC复合时，颗粒能均匀分散在PPC基质中，且二者间界面结合良好，断裂多呈韧性断裂。

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1 绪论

1.1 引言

1.2 生物材料的发展

1.3 生物材料的分类

1.4 n-HA/聚合物复合材料的制备方法

1.5 n-HA/聚合物复合材料的研究进展

1.6 聚甲基乙撑碳酸酯（PPC）复合材料的研究现状

1.7 论文研究的目的和意义

2 n-HA晶体的制备及性能研究

2.1 引言

2.2 溶液沉淀法制备n-HA晶体

2.3 微波液相合成法制备n-HA晶体

2.4 本章小结

3 改性n-HA的制备及性能研究

3.1 引言

3.2 CO32-掺杂n-HA（n-CHA）材料的制备

3.3 PEG6000对n-HA进行表面改性

3.4 本章小结

4 n-HA/PPC复合材料的研究

4.1 引言

4.2 n-HA/PPC复合材料的制备

4.3结果与分析

4.4 讨论

4.5本章小结

5总结与展望

5.1总结

5.2 展望

参考文献

作者简历

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