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聚乳酸/β-磷酸三钙系可降解骨修复材料的生物降解性能研究

作　者: 罗琳
导　师: 尹光福
学　校: 四川大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 模拟体液(SBF) 体外降解骨修复材料聚乳酸(PLLA) β-磷酸三钙(β-TCP)
分类号: R318.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

创伤、感染、肿瘤、先天性疾病等常导致骨缺损,对此,可行的治疗方法是对骨缺损进行修复,以恢复其功能。在各种骨修复材料中,聚乳酸具有良好的骨修复功能,并已被美国FDA批准广泛使用在医药领域,但也存在强度低、降解产物呈酸性、易导致局部炎症等缺点。β-TCP陶瓷具有良好的生物相容性,能与骨直接结合,是良好的骨修复材料,但是其力学强度低,脆性大,抗折及抗冲击性能不能满足高负荷人工骨要求。因此,将两者复合制备可生物降解支架,复合生物活性因子构建骨组织工程修复材料,已越来越引起了广泛重视。作为骨组织工程支架,材料的生物降解性能是其在骨组织工程中应用的关键因素。通过模拟体内条件,研究材料结构、物理机械性能和化学性质在体外降解试验中的变化是生物降解材料体内实验前必要的研究工作;修复材料在体内的骨结合活性可以通过是否能在体外SBF中浸泡形成类骨磷灰石来评价。因此,我们采用在SBF中浸泡的体外模拟降解实验来考察了四种骨修复材料的生物降解性能,并通过生物降解性能的分析对比,筛选各种材料适宜的临床应用领域。本文运用“溶液流延-膜材粉碎-热压成型-颗粒沥滤”法制备了多孔PLLA材料。通过正交实验,确定制备的最佳工艺参数为:成型温度170℃、成型压力8MPa、保压时间10min。力学测试结果表明:孔隙率为61%的PLLA多孔支架的抗压强度为7.19MPa,抗弯强度为5.92MPa。扫描电镜结果发现,该

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-8
目录  8-12
1 引言  12-28
  1.1 骨修复材料与骨固定材料  12-19
    1.1.1 骨  13-14
      1.1.1.1 骨组织  13
      1.1.1.2 天然骨的生长及自我修复机理  13-14
    1.1.2 骨科材料的分类及其功能  14-15
    1.1.3 骨修复材料的作用机理  15
    1.1.4 骨组织工程支架材料  15-17
      1.1.4.1 组织工程对支架材料的要求  15-16
      1.1.4.2 组织工程中常用支架材料  16-17
    1.1.5 骨折内固定材料  17
    1.1.6 聚乳酸  17-18
    1.1.7 β-磷酸三钙  18-19
  1.2 生物降解性能  19-24
    1.2.1 聚合物的生物降解性  20-22
    1.2.2 β-磷酸三钙的生物降解  22-23
    1.2.3 可吸收骨折内固定材料的生物降解性  23-24
  1.3 生物降解性能评价方法  24-26
    1.3.1 材料体外降解试验前的基础工作  24
    1.3.2 体外降解试验类型的选择  24-25
    1.3.3 体外降解试验的评价  25-26
  1.4 本论文研究的设想  26-28
    1.4.1 论文研究的目的  26-27
    1.4.2 论文研究的构思  27-28
2 PLLA/β-TCP 系列可降解骨修复材料的制备  28-42
  2.1 引言  28-29
  2.2 多孔PLLA 材料的制备  29-37
    2.2.1 材料与方法  29-31
      2.2.1.1 材料  29
      2.2.1.2 多孔PLLA 材料的制备工艺  29-30
      2.2.1.3 正交实验  30
      2.2.1.4 样品的表征方法  30-31
    2.2.2 结果与讨论  31-37
      2.2.2.1 形貌分析  32-33
      2.2.2.2 正交实验因素水平的选择  33-34
      2.2.2.3 孔隙率  34
      2.2.2.4 抗弯强度  34-35
      2.2.2.5 抗压强度  35-36
      2.2.2.6 干燥温度的影响  36-37
  2.3 PLLA/β-TCP 复合材料的制备  37-39
    2.3.1 材料  37
    2.3.2 β-TCP 粉末的制备  37-39
      2.3.2.1 碳酸钙粉体（CaCO_3）的制备  37-38
      2.3.2.2 β-TCP 前驱体的制备  38
      2.3.2.3 β-TCP 粉体的制备  38-39
    2.3.3 PLLA/β-TCP 复合材料致密体的制备  39
  2.4 多孔PLLA/β-TCP 复合材料（Ⅰ）的制备  39-40
    2.4.1 材料  39
    2.4.2 多孔PLLA/β-TCP 复合材料的制备方法（Ⅰ）  39-40
  2.5 多孔PLLA/β-TCP 复合材料（Ⅱ）的制备  40-41
    2.5.1 材料  40
    2.5.2 多孔PLLA/β-TCP 复合材料的制备方法（Ⅱ）  40-41
  2.6 本章小结  41-42
3 多孔PLLA 材料的体外降解性能研究  42-52
  3.1 引言  42
  3.2 材料与方法  42-46
    3.2.1 材料的制备  42-43
    3.2.2 制备SBF 所需的试剂  43
    3.2.3 SBF 的配制方法  43-45
    3.2.4 SBF 的保存  45
    3.2.5 体外降解实验  45-46
    3.2.6 样品的表征方法  46
  3.3 结果与讨论  46-50
    3.3.1 PLLA 分子量的变化  46-48
    3.3.2 内部形貌分析  48-49
    3.3.3 不同致孔剂含量材料的强度变化  49-50
    3.3.4 pH 值的变化  50
  3.4 结论  50-52
4 PLLA/β-TCP 复合材料致密体的体外降解性能研究  52-58
  4.1 材料与方法  52-53
    4.1.1 材料  52
    4.1.2 体外降解实验  52
    4.1.3 样品的表征方法  52-53
  4.2 结果与讨论  53-57
    4.2.1 SBF 的选择  53-54
    4.2.2 β-TCP 与PLLA 复合比例对强度的影响  54-55
    4.2.3 PLLA 分子量的变化  55-56
    4.2.4 表面成分分析  56
    4.2.5 内部形貌分析  56-57
  4.3 结论  57-58
5 多孔PLLA/β-TCP 复合材料（Ⅰ）的体外降解性能研究  58-66
  5.1 材料与方法  58-59
    5.1.1 材料  58
    5.1.2 体外降解实验  58
    5.1.3 样品的表征方法  58-59
  5.2 结果与讨论  59-65
    5.2.1 表面成分分析  59-61
    5.2.2 内部形貌分析  61
    5.2.3 内部生成物  61-62
    5.2.4 PLLA 分子量的变化  62
    5.2.5 致孔剂用量对强度的影响  62-64
    5.2.6 致孔剂粒径对强度的影响  64-65
  5.3 结论  65-66
6 多孔PLLA/β-TCP 复合材料（Ⅱ）的体外降解性能研究  66-69
  6.1 材料与方法  66
    6.1.1 材料  66
    6.1.2 体外降解实验  66
    6.1.3 样品的表征方法  66
  6.2 结果与讨论  66-68
    6.2.1 表面成分分析  66
    6.2.2 内部形貌分析  66-67
    6.2.3 PLLA 分子量的变化  67
    6.2.4 孔隙率与吸水率  67-68
    6.2.5 不同类型多孔PLLA/β-TCP 复合材料（Ⅱ）对强度的影响  68
  6.3 结论  68-69
7 生物降解性能对骨修复材料的筛选  69-74
  7.1 引言  69-70
  7.2 体外模拟降解速率  70
  7.3 降解过程中新物质的生成  70-71
  7.4 降解过程中环境的酸碱性  71
  7.5 降解过程中的强度对比  71-73
  7.6 本章小结  73-74
8 全文总结与展望  74-77
  8.1 全文总结  74-75
  8.2 论文创新点  75
  8.3 研究展望  75-77
参考文献  77-81
作者参与的科研工作、发表的文章及获得的奖励  81-83
致谢  83

聚乳酸/β-磷酸三钙系可降解骨修复材料的生物降解性能研究

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