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纳米尺度羟基磷灰石的制备技术及其纳米特性研究

作　者: 韩颖超
导　师: 李世普
学　校: 武汉理工大学
专　业: 生物材料学
关键词: 羟基磷灰石纳米尺度生物大分子红细胞
分类号: R318.08
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
下　载: 336次
引　用: 3次
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内容摘要

羟基磷灰石(HAP)的化学成分和晶体结构与人体骨骼中的无机盐十分相似,具有良好的生物相容性和骨传导性,在临床上得到了广泛的应用。但是,人工合成的HAP骨缺损修复材料与自然骨相比存在力学性能差、无法达到生物学磷灰石所具有的溶解性和再结晶产生的连续骨再生性的水平,这大大限制了其在承重部位骨缺损的应用以及修复质量的提高。纳米尺度HAP表现出的不同于非纳米尺度HAP的独特性能,对于解决HAP目前存在的问题有望提供可行的方法。目前有多种方法可以用于纳米尺度HAP的制备,但是,对于稳定的HAP纳米粒子体系和HAP纳米结构的制备还需要进一步的研究。另外,对于纳米尺度HAP所表现出的独特纳米特性也需要深入的分析。因此,本论文主要针对纳米尺度HAP的制备技术及其纳米特性进行研究。对于纳米尺度HAP制备技术的研究主要包括两个方面。首先,形成了一种制备稳定的HAP纳米粒子体系的超声辅助GAGs调控沉淀法。研究了该工艺两个重要的影响因素GAGs浓度和超声时间对HAP纳米粒子体系形成和性能的影响,并探讨了超声辅助GAGs调控沉淀法的机理。其次,形成了一种制备纳米尺度HAP长棒状晶体以及束状纳米结构的BSA前驱体热分解法。研究了BSA浓度对胶态前驱体形成和性能的影响以及前驱体在热处理过程中产物的相组成和微观形貌等的变化,并探讨了BSA胶态前驱体热分解法的机理。对于纳米尺度HAP的纳米特性主要从对生物大分子的吸附和与红细胞的作用两个方面进行研究。首先,以肝素和BSA为吸附对象,与非纳米尺度HAP粒子对比,通过吸附等温线和吸附量的变化研究了HAP纳米粒子对肝素和BSA的吸附纳米特性。其次,选择四种不同特性的HAP粒子:HAP纳米粒子、非纳米尺度HAP粒子、GAG改性纳米粒子和BSA改性纳米粒子,与红细胞进行作用,在微米尺度和纳米尺度研究了HAP纳米粒子对红细胞聚集和膜变形的影响,初步分析了其对红细胞影响的纳米特性。从与红细胞膜表面唾液酸的作用入手,结合红细胞聚集模型,对HAP纳米粒子所表现出的引起红细胞变化的机理进行探讨,为纳米材料的血液相容性评价提供一定的参考和帮助。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-34
  1.1 羟基磷灰石简介  11-13
  1.2 HAP在应用过程中存在的问题及解决途径  13-16
  1.3 纳米尺度HAP的研究现状  16-33
    1.3.1 纳米尺度HAP的独特性能和应用  16-22
    1.3.2 纳米尺度HAP的制备方法  22-31
    1.3.3 实际应用对纳米尺度HAP制备方法的要求及其不足  31-33
  1.4 本论文的研究目的和意义  33-34
第2章 GAGs稳定的HAP纳米粒子的声化学法制备及其性能研究  34-53
  2.1 引言  34-35
  2.2 实验材料和分析方法  35-36
    2.2.1 实验材料  35
    2.2.2 实验过程  35
    2.2.3 分析方法  35-36
  2.3 结果和讨论  36-52
    2.3.1 GAGs浓度对HAP纳米粒子粒径分布和zeta电位的影响  36-38
    2.3.2 超声时间对HAP纳米粒子形态、相组成和粒径分布的影响  38-40
    2.3.3 HAP纳米粒子的TG-DSC曲线  40-41
    2.3.4 HAP纳米粒子不同温度煅烧后样品的相组成变化  41-46
    2.3.5 HAP纳米粒子不同温度煅烧后样品的微观形态变化  46-49
    2.3.6 GAGs稳定的HAP纳米粒子形成机理分析  49-50
    2.3.7 GAss稳定的HAP纳米粒子的热变化机制  50-52
  2.4 小结  52-53
第3章 BSA胶态前驱体热分解法制备纳米尺度棒状HAP晶体的研究  53-72
  3.1 引言  53
  3.2 实验材料和分析方法  53-54
    3.2.1 实验材料  53-54
    3.2.2 实验过程  54
    3.2.3 分析方法  54
  3.3 结果和讨论  54-71
    3.3.1 BSA浓度对胶态前驱体的粒径分布和zeta电位的影响  54-57
    3.3.2 放置时间对胶态前驱体的粒径分布的影响  57-58
    3.3.3 胶态前驱体的微观形态和结构观察  58-59
    3.3.4 胶态前驱体的TGA-DTA曲线  59-61
    3.3.5 胶态前驱体在热分解过程中相组成和形态的变化  61-65
    3.3.6 BSA浓度对煅烧产物相组成和形态的影响  65-68
    3.3.7 BSA胶态前驱体热分解法的机理探讨  68-71
  3.4 小结  71-72
第4章 HAP纳米粒子对生物大分子的吸附纳米特性研究  72-86
  4.1 引言  72
  4.2 实验材料和方法  72-75
    4.2.1 实验材料  72-74
    4.2.2 吸附量检测方法  74
    4.2.3 HAP粒子与肝素和BSA吸附后的红外光谱检测  74-75
  4.3 结果和讨论  75-85
    4.3.1 HAP纳米粒子对肝素的吸附性能研究  75-80
    4.3.2 HAP纳米粒子对BSA的吸附性能研究  80-85
  4.4 小结  85-86
第5章 HAP纳米粒子与红细胞作用的特性研究  86-113
  5.1 引言  86
  5.2 实验材料和方法  86-90
    5.2.1 实验材料  86-88
    5.2.2 实验方法  88-90
  5.3 结果和讨论  90-111
    5.3.1 HAP粒子与红细胞作用的光学显微镜观察  90-92
    5.3.2 HAP粒子与红细胞作用的TEM观察  92-98
    5.3.3 HAP纳米粒子与唾液酸的作用研究  98-100
    5.3.4 HAP纳米粒子与红细胞作用的机理探讨  100-111
  5.4 小结  111-113
第6章结论  113-115
参考文献  115-130
致谢  130-131
附录  131-132

纳米尺度羟基磷灰石的制备技术及其纳米特性研究

内容摘要

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