论文摘要
采用凝胶注模法和真空冷冻干燥法,以偶联剂KH-570和NDZ-311为改性剂制备HA-TCP/CS多孔生物材料。研究了HA-TCP与CS的比例、单体和复合粉体的不同配比和偶联剂KH-570和NDZ-311的用量对多孔生物材料微观形貌、机械强度和孔隙率的影响;研究了HA-TCP粒子不同的分散方法;并研究了多孔生物材料试样在模拟体液中的生物活性。采用SEM、TEM观察粉体和表面形貌,利用XRD进行物相分析,IR进行官能团分析,能谱分析仪进行元素的定量分析,并利用对多孔生物材料的TG-DSC曲线的分析,对多孔生物材料性能进行深入的研究。研究表明,采用凝胶注模法制备的HA、HA-TCP、β-TCP三种KH-570改性粉体的复合材料的抗压强度都在20MPa左右,孔隙率在43%54%之间。其中HA-TCP的复合材料效果最好,孔隙率为51%,抗压强度为20.8MPa。通过优化设计丙烯酰胺单体含量,当单体加入量为1克时材料的抗压强度为38.5MPa,孔隙率为66%,孔的分布比较均匀,孔径大小也比较一致,宏观孔很少,主要是直径为10μm左右的微孔。采用真空冷冻干燥法制备的HA-TCP/CS多孔生物材料当HA-TCP:CS=7:3时,采用双改性法,KH-570和NDZ-311的加入量分别为HA-TCP粉体和CS粉体的1wt%时平均抗压强度为11.6MPa,比未改性前提高了近5倍,二者的孔隙率大致相同为83%。研磨-搅拌-超声分散复合方法可在CS模板上获得分散均匀的HA-TCP粒子,多孔生物材料的性能最佳。偶联剂KH-570和NDZ-311的加入对材料的相结构影响不大,只是材料中各相对应的特征衍射峰的强度略有变化。HA-TCP/CS、1wt%-KH-570+HA-TCP/CS、HA-TCP/1wt%-NDZ-311+CS和1wt%-KH-570+HA-TCP/1wt%-NDZ-311+CS四种材料在SBF浸泡后,表面均可形成含碳酸根的类骨磷灰石,说明四种材料均具有较好的形成类骨磷灰石的能力。
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摘要ABSTRACT第1章 绪论1.1 引言1.2 骨组织工程生物活性支架研究进展1.2.1 可降解生物衍生支架1.2.2 纳米生物材料1.2.3 仿生结构骨支架1.2.4 组织工程化骨1.3 多孔组织工程支架材料的制备技术1.3.1 无机多孔支架的制备1.3.2 有机多孔支架的制备1.3.3 复合多孔支架的制备1.4 壳聚糖及其衍生物在生物医学材料中的研究及应用1.4.1 壳聚糖的生物特性1.4.2 壳聚糖的化学改性及其衍生物在生物医学领域中的研究及应用1.4.3 磷酸钙类/壳聚糖生物复合材料的研究进展1.5 本课题研究意义和研究方法内容1.5.1 课题意义和目的1.5.2 制备方法1.5.3 主要研究内容第2章 试验材料及方法2.1 磷酸钙类材料的制备2.1.1 湿法合成羟基磷灰石HA2.1.2 湿法制备纳米HA-TCP 的双相物2.1.3 高温固相反应法制备β-TCP2.2 试验方法2.2.1 凝胶注模法制备HA-TCP/CS 多孔生物材料2.2.2 真空冷冻干燥法制备HA-TCP/CS 多孔生物材料2.3 分析测试手段2.3.1 HA-TCP/CS 多孔生物材料的孔隙率的测定2.3.2 HA-TCP/CS 多孔生物材料的抗压强度的测定2.3.3 HA-TCP/CS 多孔生物材料的显微形貌2.3.4 HA-TCP/CS 多孔生物材料的物相成分2.3.5 HA-TCP/CS 多孔生物材料的红外光谱分析2.3.6 HA-TCP/CS 多孔生物材料的热分析2.3.7 HA-TCP/CS 多孔生物材料的体外模拟分析第3章 凝胶注模法制备磷灰石-壳聚糖多孔生物材料3.1 前言3.2 硅烷偶联剂改性磷灰石制备磷灰石-壳聚糖多孔生物材料3.2.1 磷灰石-壳聚糖多孔生物材料的制备3.2.2 加入硅烷偶联剂的磷灰石-壳聚糖多孔生物材料性能分析3.3 不同偶联剂对HA-TCP/CS 多孔生物材料的影响3.3.1 HA-TCP/CS 多孔生物材料的制备3.3.2 HA-TCP/CS 多孔生物材料性能分析3.4 不同配比的磷灰石与壳聚糖含量对多孔生物材料的影响3.4.1 不同配比的HA-TCP/CS 多孔生物材料的制备3.4.2 不同配比的HA-TCP/CS 多孔生物材料性能分析3.5 单体和复合粉体的不同配比对多孔生物材料的影响3.5.1 不同配比的单体与复合粉体多孔生物材料的制备3.5.2 不同配比的单体与复合粉体多孔生物材料性能分析3.6 本章小结第4章 真空冷冻干燥法制备HA-TCP/CS 多孔生物材料4.1 前言4.2 HA-TCP 与CS 的质量比对多孔生物材料性能的影响4.2.1 HA-TCP 与CS 不同配比的多孔生物材料的制备4.2.2 HA-TCP 与CS 不同配比的多孔生物材料性能分析4.3 硅烷偶联剂的含量对多孔生物材料性能的影响4.3.1 不同含量的KH-570 多孔生物材料的制备4.3.2 不同含量的KH-570 多孔生物材料性能分析4.4 螯合型焦磷酸钛酸酯偶联剂的含量对多孔生物材料性能的影响4.4.1 不同含量的NDZ-311 多孔生物材料的制备4.4.2 不同含量的NDZ-311 多孔生物材料性能分析4.5 HA-TCP 粒子分散在CS 模板上均匀化的研究4.5.1 HA-TCP 粒子不同的分散方法4.5.2 HA-TCP/CS 多孔生物材料的微观结构观察及分析比较4.6 双改性法制备的多孔生物材料性能的研究4.6.1 1wt%-KH-570+HA-TCP/1wt%-NDZ-311+CS 的SEM 观察及分析4.6.2 1wt%-KH-570+HA-TCP/1wt%-NDZ-311+CS 的孔隙率和抗压强度4.6.3 HA-TCP/CS 多孔生物材料孔隙率的偏差分析4.6.4 HA-TCP/CS 多孔生物材料的XRD 分析4.6.5 HA-TCP/CS 多孔生物材料的红外分析4.6.6 HA-TCP/CS 多孔生物材料的DSC 分析4.6.7 偶联剂KH-570 和NDZ-311 的偶联机理4.6.8 HA-TCP/CS 多孔生物材料模拟体液的研究4.7 本章小结结论参考文献在读期间发表论文致谢
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