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《天津大学》 2004年
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有机/无机复合生物材料的制备研究

汪劲松  
【摘要】:生物材料作为组织工程的一个重要研究领域,在临床上具有广泛的应用。生物材料种类繁多,特性各异,能在一定程度上满足要求;但一般都存在诸如强度不够、降解速率不匹配等自身难以克服的缺点。基于此,选用两种物质作为基础材料,将其按照一定的方式加以复合,发挥各自优点,可以提高综合性能。 硫酸钙作为生物材料,具有良好的生物相容性、可降解吸收性,应用历史悠久;但是,硫酸钙降解较快。具有良好生物相容性和降解性的天然(合成)聚合物,一般也具有细胞识别信号,常用作生物材料;但是,机械强度和降解速度等与材料本身相关的因素难以控制。本文以硫酸钙和聚合物为基础材料,利用模板技术和模拟生物矿化的方法制备聚合物/硫酸钙复合生物材料,以达到优化性能的目的。主要内容包括以下方面: 第一,壳聚糖硫酸酯的制备及其性能研究。在制备中,分析了磺化试剂用量、反应温度和反应时间等因素对产物含硫量和取代度的影响;含硫量与水溶性的相互关系;壳聚糖及壳聚糖硫酸酯混合溶液的性质。通过磺化反应,可在壳聚糖的分子上引入活性基团-SO3-,为后续模拟生物矿化提供可能。 第二,不同材质和粒径胶体晶体模板的制备。应用乳液聚合和分散聚合法合成了单分散聚苯乙烯(PS)微球,分析了乳化剂用量、单体用量或溶剂极性对乳液聚合或分散聚合的影响;应用Stober法合成了单分散二氧化硅(SiO2)微球,分析了氨水用量对反应的影响。PS微球或SiO2微球经重力沉降、自组装和焙烧等处理过程,生成蛋白石结构的胶体晶体模板,比较了这两种模板的异同。 第三,聚合物多孔模板的制备。根据聚合物的不同性质,选择聚苯乙烯或二氧化硅胶体晶体模板,将聚合物填入模板的孔隙中,然后选择性除去聚苯乙烯或二氧化硅,得到具有反蛋白石结构的聚合物多孔模板。对填充次数、溶液浓度、溶液极性等影响填充效果的相关因素进行了讨论。 第四,生物矿化与复合生物材料的制备。聚合物多孔模板的空腔为模拟生物矿化创造了前提条件,通过交替浸泡,Ca2+和SO42-在孔中结合生成硫酸钙晶体。晶体在生长过程中,大小受到孔的限制,并与聚合物交织缠绕在一起,形成一个完整的网络体系,从而生成有机/无机复合生物材料。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:R318.08

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