熔融沉積制備PHA-β-TCP三維多孔人工骨支架及其生物安全性評(píng)價(jià).pdf

1、研究背景：
　　在臨床治療中骨缺損的修復(fù)一直是困擾著當(dāng)代骨外科醫(yī)師的一大難題。目前常用治療材料主要有自體骨與同種異體骨。自體骨優(yōu)點(diǎn)是基本不會(huì)有排斥反應(yīng)的發(fā)生，但其來(lái)源十分有限，而且對(duì)病人會(huì)造成二次損傷。同種異體骨雖然來(lái)源廣，但是有出現(xiàn)免疫排斥反應(yīng)的可能，不可以大量使用。
　　隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)(CAD)、熔融沉積3D打印技術(shù)以及生物材料學(xué)的發(fā)展，為解決上述難題提供了一個(gè)新的思路。本研究針對(duì)上述的臨床問(wèn)題，結(jié)合CAD、熔融

2、沉積3D打印技術(shù)以及PHA、β-TCP這兩種生物活性材料，制備出具有三維多孔結(jié)構(gòu)的人工骨支架，并通過(guò)掃描電鏡測(cè)SEM、XRD、硬度測(cè)試以及生物安全性測(cè)試等一系列測(cè)試對(duì)支架的性能以及生物安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
　　目的：
　　1.探索β-TCP含量對(duì)于PHA/β-TCP復(fù)合材料力學(xué)性能、結(jié)晶性能和流變性能的影響。
　　2.探索PHA/β-TCP三維多孔復(fù)合支架材料的工藝條件，制備出孔隙率和力學(xué)等性能均較為優(yōu)良的三維多孔骨支架。

3、
　　3.探索PHA/β-TCP骨支架的生物安全性能，為臨床試驗(yàn)提供一定的理論的依據(jù)。
　　方法：
　　1.通過(guò)熔融共混的方法制備出不同β-TCP含量的PHA/β-TCP復(fù)合材料，并利用XRD、SEM、DSC、流變儀等測(cè)試復(fù)合材料的結(jié)晶、力學(xué)和流變性能。
　　2.使用SolidWorks計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，構(gòu)建出一個(gè)三維多孔圓柱體人工骨支架，所設(shè)計(jì)的支架內(nèi)部具有規(guī)整劃一的內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)，同時(shí)內(nèi)部孔與孔之間互相連接，

4、使用熔融沉積3D打印技術(shù)制備出不同β-TCP含量的PHA/β-TCP人工骨支架，并使用SEM、硬度測(cè)試以及壓縮測(cè)試等對(duì)多孔支架的基本性能進(jìn)行測(cè)試。
　　3.通過(guò)細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)、全身毒性實(shí)驗(yàn)、全身亞急性毒性實(shí)驗(yàn)、植入安全性等實(shí)驗(yàn)測(cè)試PHA/β-TCP復(fù)合支架材料的生物安全性能。
　　結(jié)論：
　　1.PHA為典型的韌性材料，β-TCP的加入顯著提高了PHA/β-TCP復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率，且拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率隨β

5、-TCP用量的增加先增加后減小;β-TCP在PHA基體中充當(dāng)了成核劑的作用，顯著的提高了復(fù)合材料的熔融溫度和相對(duì)結(jié)晶度，但隨著β-TCP用量的增加，復(fù)合材料的Tm和Xc均呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì);隨β-TCP用量的增加，復(fù)合材料的表觀黏度先減少后增加;隨著β-TCP用量的增加，材料的非牛頓指數(shù)先增加后減小。
　　2.在不同β-TCP含量(5％wt、10％wt、20％wt、30％wt)下使用熔融沉積技術(shù)制備PHA/β-TCP人工骨支架

6、。利用SEM、硬度測(cè)試、壓縮測(cè)試以及孔隙率測(cè)試等手段，表征了所制備人工骨支架的微觀結(jié)構(gòu)與性能變化規(guī)律，當(dāng)β-TCP含量為20％wt時(shí)，其所得PHA/β-TCP人工骨支架的硬度、壓縮強(qiáng)度均達(dá)到良好的水平，以及能夠達(dá)到較好的孔隙率。
　　3.對(duì)PHA/β-TCP復(fù)合材料的進(jìn)行生物安全性能測(cè)試，得出結(jié)果為PHA/β-TCP復(fù)合材料無(wú)細(xì)胞毒性;全身急性毒性和全身亞急性毒性結(jié)果顯示，在實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)小鼠均未出現(xiàn)行為異常和死亡的情況，且體重基本與