纳米羟基磷灰石及其复合材料的制备与性能初步研究

论文摘要

生物可降解吸收性材料由于具有良好的生物相容性及强度和刚度的渐降性,在理论上最符合生物学骨内固定的要求,克服了金属内固定及骨缺损修复材料的各种弊病,比非降解材料具有更好的生物相容性和生物安全性,因而显示出极大的应用前景,成为21世纪生物材料发展的重要方向。单纯的聚合物高分子材料,由于力学性能低,使其应用受到限制。纳米复合材料含有具备小尺寸效应和表面效应的纳米分散相,可以具备强度大、模量高、同步增强增韧等性能。在生物材料中应用纳米复合技术还可以大大改善材料的生物学性能,这些,都为改善生物可降解材料各方面综合性能提供了理想途径,使可降解吸收性纳米复合材料成为当今生物材料研究的一个热点。 制备性能优越的完全可降解吸收性纳米复合材料的关键因素包括两个方面,一是纳米微粒具备理想的粒径和粒子形态,二是使微粒在基体中分散均匀,形成纳米分散体。本文以磷酸铵[（NH4）3PO4]和硝酸钙[Ca（NO3）2]为原料,于常压超声条件下制备了针状纳米HA微晶（直径约20nm,长约60nm）,并应用乳液共混法制备了n-HA/LDIG复合材料。通过透射电镜（TEM）、X-射线衍射仪（XRD）、红外光谱仪（FT-IR）、扫描电镜（SEM）等对制备的n-HA晶体、n-HA/LDIG复合材料进行了表征。并研究了反应溶液的PH值、反应温度、超声及分散剂的浓度对反应产物n-HA的晶体结构、形状和粒度的影响,并对复合材料的组成、形貌及机械性能进行了检测和分析,同时对复合材料的弯曲强度、弯曲模量、压缩强度、压缩模量及剪切强度进行了力学测试。我们讨论了n-HA对n-HA/LDIG复合材料各项力学性能、生物活性的影响。 检测结果表明,本实验制备的n-HA为针状,力学性能较普通HA有明显的提高,较以往所制备的n-HA在尺寸上与自然骨更接近,结晶程度更接近于自然骨材料中的n-HA的结晶程度。n-HA很均匀的混合在LDIG中,n-HA/LDIG复合材料均匀度好,结合紧密,裂纹小,这使复合材料在保证具有更好的生物活性及相容性的同时还具有

论文目录

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• 英文摘要
• 英汉缩略词对照表
• 前言
• 本研究的目的和意义
• 实验总流程图
• 一 论文
• 第一部分 常压超声条件下纳米羟基磷灰石的制备与表征
• 引言
• 1 材料与方法
• 1.1 主要材料及仪器设备
• 1.1.1 材料及试剂
• 1.1.2 主要仪器设备
• 1.2 实验方法
• 1.2.1 制备流程图
• 1.2.2 实验过程
• 1.2.3 测试方法
• 2 结果
• 2.1 定性、定量检测
• 2.2 X射线衍射（XRD）的检测
• 2.3 激光粒度分析
• 2.4 外光谱分析
• 2.5 透射电镜（TEM）观察
• 2.6 长度-含量关系与分散剂对长度的影响
• 2.7 透射电镜（TEM）观察
• 3 讨论
• 3.1 纳米羟基磷灰石晶体生长的影响因素
• 3.2 常压制备的纳米羟基磷灰石的形态分析
• 4 小结
• 参考文献
• 第二部分 纳米羟基磷灰石／高分子复合材料（n-HA／LDIG）的制备与性能初步研究
• 引言
• 1 材料与方法
• 1.1 主要材料与仪器设备
• 1.1.1 材料和试剂
• 1.1.2 仪器设备
• 1.2 实验方法
• 1.2.1 制备流程图
• 1.2.2 纳米复合材料的制备过程
• 1.2.3 纳米复合材料的测试方法
• 1.2.4 力学性能的测试
• 2 结果
• 2.1 燃烧实验
• 2.2 扫描电镜（SEM）照片
• 2.3 XRD分析
• 2.4 FT-IR图谱
• 2.5 复合材料的力学性能
• 2.6 n-HA对n-HA／LDIG复合材料力学性能的影响
• 3 讨论
• 4 小结
• 参考文献
• 二 全文结论
• 三 综述
• 四 致谢
• 五 攻读硕士学位期间的主要研究成果