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可注射性纳米骨修复材料的研究

作　者: 杨四川
导　师: 孙晓宇；汪世龙
学　校: 同济大学
专　业: 环境科学
关键词: 羟基磷灰石硫酸钙骨修复材料复合材料动物实验股骨修复
分类号: R318.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

羟基磷灰石与人体骨组织无机成分有相同的化学结构，作为骨修复材料，其生物相容性、骨传导性、骨诱导性俱佳，因而羟基磷灰石作为骨修复材料的临床应用研究常见报道，但羟基磷灰石机械性能差，不易成型，很大程度上限制了它的应用。羟基磷灰石与其他材料复合以扬长避短是本领域研究的一大热点，并取得了一定的进展，但是至今尚无很理想的可用于临床的骨修复材料问世。在众多研究中，用纳米级的羟基磷灰石与医用硫酸钙复合成可注射的骨修复材料报道不多，而且这种材料的动物实验研究尚未见公开报道，而这就是本课题的切入点。本文先探索反应条件制备出与人体内羟基磷灰石尺寸接近的纳米级羟基磷灰石，与医用半水硫酸钙复合，调整配比成分制成可注射的纳米人工骨。然后通过复合材料的凝固时间，压缩强度测试对其结构与性能进行了研究，并考察复合材料在模拟人体体液(SBF)中的降解情况，并初步研究其降解机理。在细胞毒性实验考察复合骨修复材料的安全性后，将其用于动物实验，修复兔子股骨缺损，通过术后2、4、6、8、10、12周的X片、组织学观察和电镜观察，评价其对骨缺损的修复作用。实验研究发现：(1)合成出的纳米羟基磷灰石晶体呈棒状，长度为65nm左右，宽度介于10～20nm，和人体骨组织内的羟基磷灰石接近。(2)复合材料的压缩强度介于人体松质骨与皮质骨强度之间。(3)复合材料在体外模拟体液(SBF)中降解吸收实验中，不断释放出钙元素和磷元素，较之纯CSH材料或者纯羟基磷灰石材料释放速度大，可以给骨生长提供大量的钙源和磷源。(4)复合材料的细胞毒性等级为0级或1级，且动物体内埋植降解实验中肌肉组织无水肿、无脓性分泌物、无肌肉癍痕化、纤维化及坏死，表明其生物相容性良好。(5)复合材料注入兔子股骨骨洞缺损中后，术后6周骨洞已经完全愈合，而此时空白对照组才刚开始有明显愈合现象，说明本材料具有良好的骨修复效果。

全文目录

学位论文版权使用授权书  3-4
同济大学学位论文原创性声明  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-25
  1.1 骨组织工程  10-12
    1.1.1 引言  10
    1.1.2 种子细胞—成骨细胞  10-11
    1.1.3 支架材料  11-12
  1.2 骨修复材料  12-19
    1.2.1 金属材料  13
    1.2.2 天然有机材料及其复合物  13-15
    1.2.3 合成高分子可降解材料及其复合物  15-17
    1.2.4 生物无机材料及其复合物  17-19
  1.3 纳米羟基磷灰石类骨修复材料  19-23
    1.3.1 引言  19-20
    1.3.2 纳米羟基磷灰石制备方法  20-22
    1.3.3 纳米羟基磷灰石类骨修复材料的应用  22-23
  1.4 硫酸钙骨修复材料  23
  1.5 课题的提出  23-25
第2章纳米羟基磷灰石的制备  25-41
  2.1 引言  25-26
  2.2 实验部分  26-30
    2.2.1 实验药品  26-27
    2.2.2 实验仪器及设备  27
    2.2.3 实验步骤  27
    2.2.4 结构表征  27-30
  2.3 结果与讨论  30-39
    2.3.1 结品温度的影响  30-31
    2.3.2 洗涤方式的影响  31-33
    2.3.3 超声的影响  33-34
    2.3.4 分散剂的影响  34-37
    2.3.5 陈化温度的影响  37-39
    2.3.6 杂质的影响  39
  2.4 结论  39-41
第3章硫酸钙与羟基磷灰石复合骨修复材料  41-58
  3.1 引言  41-42
  3.2 实验部分  42-43
    3.2.1 实验药品  42
    3.2.2 仪器设备  42
    3.2.3 实验步骤  42-43
  3.3 硫酸钙骨材料  43-49
    3.3.1 注射性能  43
    3.3.2 凝固时间  43-47
    3.3.3 压缩强度  47-49
  3.4 硫酸钙/羟基磷灰石复合材料  49-53
    3.4.1 注射性能  49-50
    3.4.2 凝固时间  50-51
    3.4.3 压缩强度  51-53
  3.5 复合材料的表征  53-57
    3.5.1 扫描电镜表征  53-55
    3.5.2 X衍射分析  55-57
  3.6 结论  57-58
第4章体外模拟吸收研究及细胞毒性研究  58-67
  4.1 引言  58-59
  4.2 实验部分  59-61
    4.2.1 实验药品  59
    4.2.2 仪器设各  59-60
    4.2.3 实验步骤  60-61
  4.3 吸收数据处理  61-64
    4.3.1 材料降解速率  61-62
    4.3.2 材料释放钙元素速率  62-63
    4.3.3 材料释放磷元素速率  63-64
  4.4 MTT细胞毒性实验  64-65
  4.5 结论  65-67
第5章动物实验研究  67-76
  5.1 引言  67
  5.2 材料与方法  67-69
    5.2.1 材料  67
    5.2.2 动物模型的建立  67-68
    5.2.3 X线检查  68
    5.2.4 组织学检查  68-69
  5.3 结果与讨论  69-74
    5.3.I X线观察  69-70
    5.3.2 组织学检查  70-74
  5.4 结论  74-76
第6章创新、不足与展望  76-77
致谢  77-78
参考文献  78-82
附录  82-85
个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果  85

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