骨替代用纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合材料研究

论文摘要

羟基磷灰石（Hydroxyapatite,简称HA）由于其优良的生物相容性、生物活性及骨传导性而广泛应用于生物材料。但由于其脆性大,与自然骨的力学性能不相匹配,从而大大限制了其承重应用。为了在保持羟基磷灰石生物活性的同时提高其力学性能,人们制备了一系列羟基磷灰石与高聚物的复合材料来满足硬组织修复材料的要求。本文开发了一种新的制备纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合材料的方法。先用明胶包覆n-HA棒状颗粒,然后将其制备成以N,N-二甲基乙酰胺和甘油的混合液为溶剂的稳定溶胶,再与PA66溶液共混,原位制备了n-HA/PA66复合材料。采用SEM、XRD、IR等多种方法对复合材料进行了表征,结果表明:1、明胶对羟基磷灰石纳米颗粒有明显的化学包覆作用,明胶与聚酰胺66间相同的酰胺基团保证了二者良好的相容性,实现了界面间的键性结合,断面可见羟基磷灰石颗粒与基体紧密结合。另外,基于n-HA溶胶制备复合材料有利于羟基磷灰石颗粒在聚酰胺基体中均匀分散。复合物中羟基磷灰石颗粒长为50100 nm,直径为2530 nm,其Ca/P为1.65,与理论值接近。2、随着羟基磷灰石含量的增加,复合材料的弯曲强度有不同程度的增加,而拉伸强度有所下降。经比较,5 % n-HA/PA66复合材料适于骨替代。3、模拟体液浸泡实验结果表明在复合材料表面沉积的为弱结晶的含碳酸根的羟基磷灰石球状晶体。随着浸泡时间的增加,其尺寸和结晶度都在逐渐增加。4、PA66和n-HA/PA66复合材料对成骨细胞均不显示毒性,但n-HA/PA66复合材料周围细胞形态、生长密度和贴壁伸展情况明显优于对照组PA66试样,细胞生长曲线显示出二者对细胞增殖的影响有所差异。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 人体硬组织修复仿生材料的研究现状
• 1.1 引言
• 1.2 骨修复材料的研究现状
• 1.2.1 医用金属材料
• 1.2.2 医用生物陶瓷材料
• 1.2.3 医用高分子材料
• 1.2.4 医用复合材料
• 1.3 纳米HA/有机复合材料的制备方法
• 1.3.1 机械混合法
• 1.3.2 原位生成法
• 1.3.3 仿生法
• 1.3.4 共沉淀法
• 1.4 骨的结构、功能和化学成分
• 1.4.1 骨的结构
• 1.4.2 骨的功能
• 1.4.3 骨的化学成分
• 1.5 课题的研究背景及研究思路
• 1.5.1 课题的研究背景及意义
• 1.5.2 课题的研究思路
• 第二章 纳米羟基磷灰石非水溶胶的制备和表征
• 2.1 实验材料、方法及设备
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 纳米HA 非水溶胶的制备工艺
• 2.1.3 纳米HA 非水溶胶的表征方法
• 2.2 实验结果及讨论
• 2.2.1 样品的X-射线分析
• 2.2.2 样品的红外图谱分析
• 2.2.3 样品的微观形貌分析
• 2.2.4 溶胶的稳定原理
• 2.3 本章小结
• 第三章 n-HA/PA66 复合材料的制备与表征
• 3.1 实验材料、方法及设备
• 3.1.1 实验材料及仪器
• 3.1.2 n-HA/PA66 复合材料的制备工艺
• 3.1.3 n-HA/PA66 复合材料的表征方法
• 3.2 实验结果与分析
• 3.2.1 产物的XRD 分析
• 3.2.2 产物的FT-IR 分析
• 3.2.3 产物的微观形貌分析
• 3.2.4 复合粉体的热分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 n-HA/PA66 复合物的力学性能和生物活性
• 4.1 实验材料、方法及设备
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 实验设备
• 4.1.3 实验方法
• 4.1.4 表征方法
• 4.2 实验结果与分析
• 4.2.1 复合材料的力学测试结果分析
• 4.2.2 复合材料模拟体液浸泡结果分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 n-HA/PA66 复合材料体外生物相容性评价
• 5.1 实验过程及测试方法
• 5.1.1 材料准备
• 5.1.2 细胞与材料复合培养
• 5.1.3 材料的细胞增殖情况测定
• 5.1.4 细胞形态观察
• 5.2 实验结果与分析
• 5.2.1 细胞毒性评价
• 5.3 细胞增殖情况
• 5.4 细胞形态的扫描电镜分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 全文总结
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢