论文部分内容阅读
羟基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2，HAp]是一种硬组织修复材料，具有优异的生物相容性和生物活性，是目前临床上使用最广泛的生物活性材料。但是人工合成的纯羟基磷灰石材料与人体骨骼组织中的羟基磷灰石在组分以及结构上都存在非常大的差异性，这是因为人体硬组织中的无机矿物质拥有非常精细的多级有序结构，并且含有大量的微量有益元素，如F-、CO32-、Sr2+、Zn2+、Al3+、S iO44+、Na+以及稀土离子等。所以从成分仿生的角度考虑，通过设计有序结构和掺杂离子进行改性的方法使人工合成的羟基磷灰石具有与人体硬组织相似的成骨性能是一个具有重大意义的研究课题。本论文的研究内容以及相关结果如下: 1.Zn元素在人体中可以参与人体骨骼的新陈代谢过程，所以首先制备出了一系列微量锌掺杂的羟基磷灰石（Zn/HAp）生物材料。Zn掺杂后的HAp纳米颗粒仍然保持了纯HAp的相态组成和主要化学基团。微量Znn/Ap具备非常强的蛋白吸附能力。并且微量掺杂的Zn/HAp生物材料对于成骨细胞不存在任何细胞毒性，有非常优异的细胞相容性。微量掺杂Zn/HAp生物材料可以促进成骨细胞MC3T3-E1的粘附与增殖，并显著促进MC3T3-E1中分泌碱性磷酸酶，从而提高成骨细胞的分化能力。这些研究成果为接下来设计多元掺杂羟基磷灰石硬组织修复材料具有非常重要的指导意义。 2.参考微量元素在人体硬组织中的含量，合成了Zn，Sr，F三元掺杂HAp生物材料[Ca9.989Zn0.005Sr0.006(PO4)6(OH)1.94F0.06](其中元素浓度分别为Zn∶325ppm Sr∶523ppm F∶1000ppm)。XRD分析结果表明合成的材料主相主要是是HAp。HAp与ZnSrF/HAp材料具有类似的等级有序的微观结构。体外细胞毒性实验结果证明，在低浓度时，ZnSrF/HAp具有优异的生物相容性，没有细胞毒性。这种材料还能明显的促进成骨细胞MC3T3-E1在其表面粘附与增殖，并且促进细胞分泌碱性磷酸酶，从而明显提高了成骨细胞的细胞分化能力，快速生成新的骨组织。虽然Zn、Sr、F的掺杂浓度非常小，但是在三种有益元素的相互作用下，材料的生物活性仍有明显的提高，表明微量功能元素在硬组织植入物材料的应用方面有重大的指导意义。 本研究对羟基磷灰石进行了成分仿生合成，获取许多有意义的实验数据与信息，为羟基磷灰石生物材料的仿生合成及其应用提供了崭新的研究思路。