無水乙醇改性的α-半水硫酸鈣人工骨材料的研制及其相關(guān)生物學(xué)實驗研究.pdf

1、目的:硫酸鈣具有良好的生物相容性及可降解性，是一種良好的骨修復(fù)材料，但降解相對成骨較快，力學(xué)性能較差而影響其骨修復(fù)的治療效果。
　　 本課題通過無水乙醇的改性來制備力學(xué)性能、自固化時間符合臨床手術(shù)所需的細(xì)小等軸晶粒的α-半水硫酸鈣。
　　 方法:首次引入無水乙醇，在不同體積比的氯化鈣混合溶液中制備α-半水硫酸鈣;最后將粉體進(jìn)行水合并壓片，制備出Φ15mm×6mm尺寸大小片劑。材料經(jīng)掃描電子顯微鏡觀察，XRD衍射，萬能材料

2、試驗機測試等手段觀察其微觀結(jié)構(gòu)，物相組成及力學(xué)強度。分別采用兔L929成纖維細(xì)胞與材料浸提液以及材料片劑與兔骨髓基質(zhì)干細(xì)胞復(fù)合培養(yǎng)，在不同時段運用倒置顯微鏡觀察，CCK8檢測，掃描電子顯微鏡分析等手段，觀察材料體外生物的相容性;
　　 結(jié)果:
　　 1.課題采用水熱法制備了細(xì)小等軸晶粒的α-半水硫酸鈣粉末，其間首次通過引入無水乙醇等添加劑調(diào)控α-半水硫酸鈣晶粒形貌，并對其進(jìn)行改性研究，獲得了力學(xué)性能、自固化時間符合臨床手

3、術(shù)所需的α-半水硫酸鈣人工骨材料。
　　 2.隨著混合溶液中無水乙醇體積比的增高，六方體型的α-半水硫酸鈣晶粒的長度由24μm縮短到19μm，寬度從6μm增長到18μm，故其長寬比由4縮短到1(圖6(a)-(c)和(d)-(e))。同時，α-半水硫酸鈣晶粒尺寸也出現(xiàn)了相對變大且分布均勻的趨勢（圖7）。
　　 3.α半水硫酸鈣粉末制備過程中無水乙醇的引入，極大的改變了材料的晶粒形貌，從而提高了材料的力學(xué)性能（圖10）。同時

4、，對材料的自固化時間產(chǎn)生了顯著的影響，隨著混合溶液中無水乙醇/水體積比0上升到1，α-半水硫酸鈣人工骨材料的自固化時間從120±12.3 min縮短到17±2.1 min（37℃，相對濕度100％，圖8）。不同乙醇添加劑量制備所得的α-半水硫酸鈣的自固化過程通過流變粘度測試系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的表征（圖9），曲線的斜率反映了材料自固化的速度，結(jié)果可以看出，無水乙醇的添加明顯縮短了材料自固化的時間，滿足了臨床手術(shù)對固化時間的要求。