面向快速成型技术高分子生物医学材料的研究

摘要

该论文以制备和研究人工骨材料为目的,选用具有极好生物活性,能与胶原蛋白和细胞紧密结合的羟基磷灰石(HA)为无机相;具有生物相容性好、可生物降解的聚乳酸(PLA)作为有机相,根据处理后的CT扫描数据,利用快速成形(RP)技术将两者复合得到理想的人工骨替换材料.主要研究了聚乳酸的合成方法,合成过程,产物的鉴定和表征;人工骨快速成形前的数据准备,熔融沉积成形(FDM)技术的成形理论和丝状线材的制备;选域激光扫描(SLS)技术烧结工艺的成形理论和粉未材料的制备等,并得出以下结论:(1)采用间接法制备聚乳酸.(2)通过DSC熔点测定、红外光谱分析、元素分析,证明用于开环聚合的单体是丙交酯.(3)应用正交设计法,主要考察了催化剂用量、聚合温度、相对真空度、聚合时间四个因素对聚乳酸分子量的影响.(4)根据CT手段对骨骼内部断层进行数据获取,通过数据处理后利用Pro/E软件创建人工骨表面和内部三维结构.(5)采用ABS和聚丙烯(PP)原料制备了丝状线材,在FDM成形时,设定ABS的加工温度为230℃,PP的加工温度为220℃.再将自制的PLA研成粉末,与HA粉末按所需比例共混成微粉末,使制得的PLA/HA粉末复合材料作为人工骨SLS烧结的材料.

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

1.1生物医用材料

1.1.1生物材料的分类

1.1.2高分子生物材料

1.1.3生物相容性评价

1.2人工骨的研究

1.2.1人工骨替换材料

1.2.2人工骨的快速成形

1.3本论文的研究目的和研究内容

1.3.1研究目的

1.3.2研究内容

参考文献

第二章人工骨材料的制备

2.1概述

2.2聚乳酸的合成

2.2.1丙交酯的合成

2.2.2丙交酯的纯化

2.2.3丙交酯的开环聚合

2.3聚乳酸的性能及降解机理

2.4聚乳酸/羟基磷灰石人工骨复合材料

2.5本章小结

参考文献

第三章实验部分

3.1丙交酯的合成

3.1.1实验药品

3.1.2实验仪器

3.1.3实验步骤

3.2丙交酯的开环聚合

3.2.1实验药品及仪器

3.2.2实验步骤

3.3产物鉴定

第四章结果与讨论

4.1丙交酯的表征

4.1.1熔点的测定

4.1.2红外光谱分析

4.1.3元素分析

4.2丙交酯的转化率

4.3聚乳酸的表征

4.3.1红外光谱分析

4.3.2合成聚乳酸的影响因素

4.4本章小结

参考文献

第五章人工骨的快速成形

5.1概述

5.1.1反求工程与RP技术

5.1.2 CT数据的处理

5.1.3人工骨快速成型前的数据准备

5.1.4人工骨的成型精度

5.2熔融沉积成型

5.2.1实验部分

5.2.2成型原理

5.3选域激光烧结成型

5.3.1烧结材料

5.3.2成型原理

5.4本章小结

参考文献

第六章结论与展望

攻读硕士学位期间发表的文章

声明

致谢