纳米生物活性玻璃的制备及其与生物高分子复合支架材料的研究

被引量 : 0次 | 上传用户:protosser
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
生物活性玻璃(BG)与天然的骨及牙齿有着相似的组成,与HA相比,具有较高的生物活性、生物相容性,较高的骨结合强度,更好的降解性,能直接促使干细胞转化为成骨细胞,具有骨诱导作用;此外,生物活性玻璃能够刺激骨细胞中某些基因的表达,控制细胞的行为,既能促进骨细胞的增殖分化还能促进成纤维细胞等软组织细胞的增殖,是一类重要的骨修复材料。近年来,微纳米生物材料已成为生物医用材料领域研究的一个热点。大量的研究表明具有微纳米结构特征的生物材料表现出了积极的生物学响应,相比其他生物材料,微纳米材料可以显著促进细胞的粘附、增殖和分化。目前已进入临床应用的生物玻璃是通过高温熔融法制备,高温挥发和坩埚材料等原因易导致生物玻璃组成波动变化和有害杂质掺杂及组成不均一等问题,使玻璃结构和性能难以控制,且材料的降解性能较差。近年来,溶胶-凝胶技术制备的生物活性玻璃由于其制备条件温和、材料组分和结构可设计性、材料比表面积高、具有纳米孔隙结构、生物活性高、降解性能可调控等优点,使其具有很高的研究及应用价值,可望成为第三代生物材料的重要种类。本论文首先采用相似于溶胶凝胶技术的Stober法成功制备了具有纳米尺寸的生物活性玻璃颗粒;接着采用体外模拟动态矿化实验过程对玻璃颗粒的生物活性进行了研究;利用SEM、TEM、XRD、EDS、FT-IR等表征手段对矿化前后材料的表面进行测试分析。结果表明:制备的玻璃组分为75%SiO2,25%CaO (75S25C),颗粒外观呈类球状,且粒径在50~90nm;颗粒间呈现出一定程度的团聚现象,这应该归因于纳米材料较高的表面能。矿化实验结果表明,所研制的纳米生物活性玻璃粉体具有良好的生物矿化性能,在模拟体液中浸泡4小时后即开始有类骨磷灰石相沉积,且随着矿化时间的延长,玻璃颗粒表面的HCA量逐渐增多。利用上述制得的纳米生物活性玻璃粉体与可降解生物高分子聚合物相复合,通过熔融共混制得的NBG/PCL复合材料的力学强度明显高于溶液共混法所制材料的强度。通过氨甲基三乙氧基硅烷(APTES)对生物活性玻璃颗粒表面的改性,使得复合材料的强度有所增加,当NBG添加量为30wt.%时,mNBG/PCL复合材料的拉伸强度达到了24.3MPa,比NBG/PCL复合材料的20.91MPa上升了16.2%,比纯PCL15.41MPa上升了57.7%;但是当NBG添加量为40wt.%时, NBG/PCL和mNBG/PCL复合材料的拉伸强度均大幅度下降;说明填充过多的纳米粒子造成团聚现象不利于材料强度的提高。NBG/PCL复合材料在模拟体液SBF中降解研究结果表明,材料中NBG的加入有利于对材料降解过程中溶液pH值的调节,起到调节缓冲作用,且复合材料表现出良好的生物活性。通过聚氨酯模板复制法成功制备了孔道连通性好、孔隙率高的多孔复合支架材料,材料的孔径在90-650μm,且孔隙率约有91%;研究发现,经过1000℃煅烧后的生物活性玻璃的晶态结构发生了变化,材料以CaSiO3为主要晶相;经过矿化实验研究发现,降解7天后,支架表面的HCA绒毛状颗粒逐渐变大,且颗粒表面层长成为针状;待降解14天后,原来颗粒表面的针状HCA生长转变为花片状,且团簇成花朵状HCA颗粒:随着降解时间的延长,HCA生成量在逐渐增多,支架材料表面几乎会完全被HCA覆盖。结合XRD、FT-IR等分析结果表明,以CaSiO3为主要晶相的三维多孔支架材料具有良好的生物活性。此外,聚合物PVA涂层能较大程度地改善多孔支架强度较低的缺点,但是会降低材料的孔隙率以及影响材料的孔道连通性;因此为了得到孔隙率高,孔道结构好,生物活性及生物相容性优,力学强度高的支架材料,材料的制备工艺有待进一步的研究。
其他文献
约翰?洛克是英国17世纪著名的思想家、哲学家、教育家、近代自由主义思想的奠基人,他提出的自由教育思想不仅在当时很长一段时间里影响了英国那些较为开明的父母,而且对后世
近10余年来,我国政府重视食品安全并逐渐加强风险分析体系的构建和实施。根据历年来国家卫生与计生委的统计数据,表明由致病微生物导致的食物中毒发病率一直高于其他危害。食
在市场经济环境下,消费者的心理行为发生着显著的变化,企业必须深入研究分析消费者心理行为变化的趋势,创新营销理念。在营销策略、营销方式上做出正确决策,才能在市场竞争中
目的探讨肝病患者铁代谢相关血清学指标的临床诊断意义及铁在肝损伤过程中的作用。方法采用全自动生化分析仪分别对52例慢性乙型肝炎患者,47例肝硬化患者,34例肝细胞癌患者和
本文在对广州农民工进行实证调查的基础上,客观反映了其生存状态,深入分析了其社会保障情况,并结合广州实际,提出了完善培训教育、就业服务、社会保险、公共服务和权益保障"
<正>今年的两会最热的话题莫过于"如何应对金融危机对中国的影响"。两会期间,新闻出版界代表委员围绕国际金融危机对中国的影响,就如何加强媒体责任、如何发挥媒体在特殊时期
介绍了某20万t/a水煤浆气化醋酸项目的 NHD脱碳工艺流程,分析了脱碳低压闪蒸气系统中存在的问题及造成低压闪蒸气CO2纯度低的原因。通过采取改造换热器结构、增加气提N2量、
缩短浓香型白酒发酵周期提高质量的研究——酯化酶粗制剂的生产与应用庄名扬等中科院成都生物所浓香型白酒的质量取决于已酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸乙酯等酯类的含量多少与配比
目的观察决明子水煎剂对糖尿病大鼠糖、脂代谢的影响。方法链脲佐菌素(STZ)诱导糖尿病大鼠模型,将大鼠随机分为正常对照(C)、糖尿病组(DM)、决明子高剂量组、决明子中剂量组
目前 ,对区域物流系统进行有效研究的方法与手段较少 ,系统动态学与区域物流系统相结合的研究方法是一种新的尝试。文章结合系统动态学与区域物流系统的特点 ,建立了区域物流