殼聚糖纖維-生物陶瓷三維多孔復(fù)合骨支架的構(gòu)建、力學(xué)性能及生物學(xué)性能研究.pdf

1、針對(duì)創(chuàng)傷、手術(shù)切除等引起的大段骨缺損，迫切需要開發(fā)出新型的三維多孔骨支架材料。理想的骨支架材料不僅應(yīng)當(dāng)具有類似于天然骨的化學(xué)組成及孔結(jié)構(gòu)，而且還須擁有與人體骨相匹配的生物力學(xué)性能。本文以殼聚糖纖維支架（CSs）為基體，分別采用浸漬提-拉法和生物礦化法構(gòu)建了殼聚糖纖維/生物玻璃三維多孔骨支架材料（CS/BGs）和殼聚糖纖維/納米羥基磷灰石三維多孔骨支架材料（CS/HAs）。借助SEM、EDS、TEM、XRD、FTIR和康塔孔徑儀等分析手段

2、表征支架材料的顯微形貌、物相結(jié)構(gòu)及多孔結(jié)構(gòu)；采用萬能力學(xué)測(cè)試法表征多孔支架材料的壓縮性能、拉伸性能和彎曲性能；通過細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)揭示化學(xué)組成和顯微結(jié)構(gòu)影響支架材料生物相容性和生物活性的作用規(guī)律。
　　首先，我們采用針刺工藝制備了殼聚糖纖維支架，通過浸漬提-拉法復(fù)合生物玻璃，構(gòu)建殼聚糖纖維/生物玻璃三維多孔復(fù)合骨支架材料（CS/BGs）。CS/BGs具有三維連通的大孔結(jié)構(gòu)，平均孔徑為50μm，孔隙率為77.52％。CS/BGs和

3、CSs的吸水值分別為570%和59%，說明生物玻璃的復(fù)合明顯的降低了CSs的吸水性，緩解了CSs的溶脹現(xiàn)象，增強(qiáng)了復(fù)合支架CS/BGs的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。CS/BGs具有與人體骨相匹配的力學(xué)性能，其壓縮強(qiáng)度為6.60±0.80MPa，彈性模量為0.40±0.05GPa。體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明CS/BGs具有很好的生物相容性，能有效促進(jìn)人體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(hBMSCs)在支架材料表面的粘附和增殖。
　　然后，我們通過模擬天然骨的成分和顯微

4、結(jié)構(gòu)，以殼聚糖纖維為支架（CSs）基體，引入鈣離子、磷酸根離子，通過生物礦化法原位沉積納米羥基磷灰石，制備殼聚糖纖維/納米羥基磷灰石三維多孔骨支架（CS/HAs）。制得的CS/HAs具有三維連通的大孔結(jié)構(gòu)，孔徑主要分布在30~80μm。生物仿生礦化過程生長的棒狀的HA顆粒長200nm，寬50 nm，這些顆粒沿c軸方向有序排列在CSs上，CSs和HA之間緊密結(jié)合，改善了CS/HAs的力學(xué)性能，研究發(fā)現(xiàn)CS/HAs具有與人體骨相匹配的力學(xué)性