选择性激光烧结参数控制对有机/无机复合支架性能的影响研究

摘要

聚己内酯（PCL）和聚乳酸（PLA）是被美国食品药物管理局认证的用于软骨组织工程修复的材料，具有良好的生物相容性和可降解性能。然而，单一材料很难满足软骨组织工程各方面的要求，因此通过加入无机材料羟基磷灰石（HA）改善支架材料的生物活性。本论文使用乳化-溶剂挥发法制备不同HA含量的有机/无机复合微球，且通过控制选择性激光烧结（SLS）工艺参数研究其对支架性能的影响，分别用场发射扫描电镜（FESEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）来分析和表征复合微球及其烧结成支架后的成分、表面形貌、微观结构、基团组成等；研究了不同工艺参数下力学性能和孔隙率的变化情况。使用CCK-8试剂盒检测了大鼠骨髓间充质干细胞（BMSCs）在不同HA含量的有机/无机复合支架上的增殖情况。体外降解实验研究了不同HA含量的复合支架在模拟体液（SBF）中的降解和生物矿化能力。
　　研究结果表明，采用乳化-溶剂挥发法制备的复合微球呈核壳结构。随着HA含量的增加，微球表面由光滑变为粗糙，部分HA吸附在微球表面。增加激光功率或减小扫描速度，复合支架的孔隙率随之降低，抗压强度随之升高，孔隙率和抗压强度之间变化趋势相反，PLA/HA支架的力学性能不如PCL/HA支架。复合材料烧结前后，有机材料部分分解，但随着HA含量的增加，PCL或PLA结晶性逐渐降低。通过体外细胞实验可知，随着HA含量的增加，复合材料对细胞增殖的促进作用越强。复合支架材料在SBF中进行体外降解，通过FESEM、XRD及FTIR分析可知，复合支架表面有类骨磷灰石沉积，说明复合支架具有生物活性且随HA含量增加，生物活性越好。此外，复合支架在降解过程中出现部分降解，且模拟体液SBF的pH值随着时间的增长而逐渐降低，但HA的加入减缓了复合支架的降解速度。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1. 1 概述

1. 2 用于软骨组织工程的生物材料概述

1. 3 组织工程支架制备方法

1. 4 研究课题的提出和意义

第二章 有机/无机复合材料的微球制备及表征

2. 1 概述

2. 2 材料与仪器

2. 3 实验方法

2. 4 结果分析与讨论

2. 5 本章小结

第三章 有机/无机复合材料的选择性激光烧结工艺及支架表征

3. 1 概述

3. 2 材料与仪器

3. 3 实验方法

3. 4 结果分析与讨论

3. 5 本章小结

第四章 有机/无机复合支架的体外生物学评价

4. 1 前言

4. 2 材料与仪器

4. 3 实验方法

4. 4 结果分析与讨论

4. 5 本章小结

第五章 全文总结

5. 1 结论

5. 2 创新点

5. 3 问题和展望

致谢

参考文献

附录 英文缩写词表