多孔双层仿生羟基磷灰石人工骨的制备与表征

摘要

近年来，对与自然骨成分相同的无机生物医学材料羟基磷灰石(HA)的研究已引起越来越多的材料界科学工作者和临床医生的兴趣。目前已研究制备了多种HA人造骨，其中具有三维结构的多孔状人造骨已成为人们研究的重点和热点。为了探索生物性能和力学性能都比较良好的复合材料，本文根据骨骼的结构和成分制备一种HA复合材料：根据骨骼的成分及构造来模拟、制备具有两层网状多孔结构的人工骨。即以沉淀法制备纳米HA粉体，以纳米HA粉体和纳米ZrO2粉体为原料，按一定比例混合，模压成型，在1200℃烧结，得到孔径在50~150μm的烧结试片来模拟制造由内外骨板增强体组成的网状骨结构。然后，在制备出性能优良的纳米HA的基础上，将纳米HA加入到亲水性的多糖类可吸收高分子壳聚糖溶液中，搅拌均匀，然后涂到制备的一次烧结试片表面，低温二次烧结，模拟得到由海绵状支撑体(骨小梁)组成的网状骨结构。然后，通过显微结构以及性能测试对多孔双层仿生结构HA材料试件结构和性能进行分析研究。
　　本论文对纳米HA制备中的一些影响颗粒粒径和形貌的因素进行了研究，如溶液浓度、原料配比、陈化时间等。并通过对上述因素的控制获得纯度较好的棒状纳米HA。
　　通过在纳米HA中掺杂纳米ZrO2，将纳米ZrO2作为增强相加入到HA陶瓷材料中，从而利用纳米ZrO2优异的力学性能，增强纳米HA人工骨陶瓷材料的力学性能。结果表明，在复合材料中所掺入20wt.％的纳米ZrO2抗压强度可以达到61.2MPa，同时通过加入30wt.%的柠檬酸调节多孔材料的孔径，制备出了孔径在50~150μm的多孔材料。
　　以纳米 HA、水溶性壳聚糖为原料，两者质量配比为8:2时，800℃煅烧3h制备出了孔径为：200~300μm，孔隙率为46.5%的海绵体。同时解决了两层材料的界面结合，制备了具有两层结构的仿内外骨板增强体组成、海绵状支撑体(骨小梁)结构的人工骨。

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第一章 绪 论

1.1引言

1.2 生物材料

1.3 生物陶瓷

1.4 骨的成分和结构

1.5 HA及其制备技术

1.6 HA生物复合材料

1.7研究内容

第二章 纳米羟基磷灰石的制备与表征

2.1 引言

2.2 实验内容

2.3 实验结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 纳米ZrO2/HA多孔生物陶瓷的制备与表征

3.1 实验内容

3.2 实验结果与讨论

3.3 本章小结

第四章 海绵体羟基磷灰石材料的合成与特性研究

4.1 引言

4.2 实验内容

4.3 结构表征

4.4 实验结果与讨论

4.5 本章小结

第五章 结 论

参考文献

攻读硕士期间的科研成果

致谢