多孔β-磷酸三鈣-明膠復(fù)合支架的制備及性能研究.pdf

1、對骨缺損修復(fù)材料的探索一直是生物醫(yī)用材料領(lǐng)域的研究熱點之一。骨組織修復(fù)材料作為骨缺損的替換材料，具有功能上的特殊性——應(yīng)用于負(fù)載的力學(xué)性能、生物相容性、骨傳導(dǎo)性及骨誘導(dǎo)性。因此，應(yīng)用骨組織工程技術(shù)的基本原理對骨修復(fù)材料的探索研究已經(jīng)成為骨支架材料的發(fā)展方向。傳統(tǒng)的β-磷酸三鈣(β-tricalcium phosphate，β-TCP)生物陶瓷材料，具有良好的生物相容性、耐腐蝕等優(yōu)點，其成分與骨礦物組成類似，但單獨作為骨修復(fù)材料使用時，β

2、-TCP存在脆性大、韌性差及彈性模量過高等缺陷，限制了它在骨科方面的臨床應(yīng)用。為了滿足骨組織修復(fù)材料的力學(xué)性能和生物學(xué)性能要求，人們對β-TCP的復(fù)合材料展開了研究。 本研究采用Ca(OH)<,2>/H<,3>PO<,4>體系合成β-磷酸三鈣粉末，制備過程引入了超聲振蕩，制備出了性能優(yōu)良的β-磷酸三鈣粉末；在多孔β-磷酸三鈣細(xì)胞支架制各工藝方面，采用β-磷酸三鈣粉末包裹致孔劑技術(shù)，獲得了致孔劑與β-磷酸三鈣的均勻混合物，并利用致

3、孔劑包裹層的滑動機制和不同大小致孔劑混合，制備出了孔隙相互連通的多孔β-磷酸三鈣細(xì)胞支架，在致孔劑與β-磷酸三鈣混合物中加入磷酸氫二鉀，利用熔融態(tài)焦磷酸鉀的液相傳質(zhì)作用，加快固體燒結(jié)的傳質(zhì)速度，增強燒結(jié)體的致密化程度，達(dá)到增強支架的目的，為提高支架的生物活性，又加入了SiO<,2>改性。在復(fù)合支架制備過程中，首次采用真空冷凍干燥法制備多孔β-TCP/明膠復(fù)合材料，使多孔支架在結(jié)構(gòu)和組成上具備仿真骨的特點。 利用紅外光譜儀(IR)

4、、X射線衍射(XRD)、激光粒度儀、掃描電鏡(SEM)等現(xiàn)代化分析手段，以及化學(xué)物理分析方法，對產(chǎn)品的成分、粒度、鈣磷原子數(shù)比以及支架的微觀結(jié)構(gòu)、孔隙率、吸水率、抗壓強度等性能進(jìn)行了分析和表征。 研究結(jié)果表明，超聲分散條件下液相反應(yīng)制備的前驅(qū)體，經(jīng)過燒結(jié)后的β-磷酸三鈣粉末，其純度高，粒度小，是制備多孔β-磷酸三鈣細(xì)胞支架的理想原料。利用β-磷酸三鈣粉末包裹致孔劑的技術(shù)，壓制成型法制得的β-磷酸三鈣細(xì)胞支架，其孔隙結(jié)構(gòu)完整、分布

5、均勻、連通性好，大孔和小孔相互交錯，大孔的和連通孔的孔徑分別為688.88±46.39μm和160.59±39.46μm，適宜細(xì)胞生長和增值；支架親水性好，吸水率達(dá)到48.34％±6.23％，磷酸氫二鉀是優(yōu)良的高溫粘結(jié)劑，能有效提高了支架的強度，生物活性材料SiO<,2>的加入能進(jìn)一步提高支架的抗壓強度，當(dāng)孔隙率高達(dá)68.01％±4.42％時，仍具有2.60±0.84MPa的抗壓強度；將上述制得的β-TCP多孔支架與明膠復(fù)，浸泡在模擬體