双相氟化羟基磷灰石多孔支架制备及其在模拟体液中的性能表征

摘要

骨组织工程主要涉及种子细胞、支架材料与活性因子等三大方面，其中支架材料不仅是骨组织工程的核心要素也是制约骨组织工程发展的重要因素。理想的多孔支架材料应该具有100~400μm的大孔，且大孔壁上分布着丰富的小孔，这样的多孔结构有利于骨组织的生长、营养物质和代谢产物的输送。本文首先以化学沉淀法制备不同氟含量的氟化羟基磷灰石粉末，在不同温度下进行烧结实验，通过XRD对氟化羟基磷灰石的热稳定性进行了研究，分析了氟含量和烧结产物中β型磷酸三钙和氟化羟基磷灰石的比例关系。然后通过将添加造孔剂法和发泡剂法结合的新工艺制备出多孔陶瓷，SEM观察结果显示支架贯通性良好，且满足多孔支架材料对孔径的要求。并且对影响该工艺的因素如浆料粘度、烘干温度和烧结温度进行研究，研究结果如下：（1）混合浆料的固液比应该控制在1.53~1.60 g/ml之间，当浆料粘度过高时制备的支架孔径小而且贯通性差，当浆料粘度过低时制备的支架孔径较大，坍塌现象严重；（2）烘干温度控制在49~51℃时制备的多孔支架孔径恰好分布在100~400μm之间。烘干温度过高会导致支架孔径过大，烘干温度较低时支架孔径较小；（3）常温到150℃以10℃/min快速升温以减少聚甲基丙烯酸甲酯体积膨胀产生的副作用、150℃到600℃以2~3℃/min慢速升温为聚甲基丙烯酸甲酯的排除提供足够的时间、600℃至1000℃升温速率为10℃/min。最后为了改善多孔支架的生物活性，满足机体对支架材料降解速率的要求，文章以氟含量为0.35的氟化羟基磷灰石为原料成功制备出β型磷酸三钙和氟化羟基磷灰石比例为30/70的双相多孔支架。将双相多孔支架浸泡在模拟体液中观察多孔支架的生物活性，7天后支架表面完全被Ca-P沉积物覆盖。通过与单一相羟基磷灰石多孔支架浸泡结果对比显示，双相多孔支架的生物活性明显优于单一相羟基磷灰石多孔支架。

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第一章 绪论

1.1骨组织工程学

1.2生物骨骼

1.3生物材料

1.4羟基磷灰石的合成工艺

1.5多孔支架的制备工艺

1.6本文研究内容

第二章 双相多孔支架的制备研究

2.1材料和方法

2.2结果与讨论

2.3本章小结

第三章 影响多孔支架形态因素的研究

3.1浆料粘度

3.2发泡剂和造孔剂

3.3烘干温度和烧结温度

3.4本章小结

第四章 多孔支架的生物性能评估

4.1材料和方法

4.2结果分析

4.3本章小结

第五章 结论和展望

5.1主要结论

5.2研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表学术论文和申请的专利