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《昆明理工大学》 2007年
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羟基磷灰石/胶原蛋白复合生物材料的制备与研究

韩长菊  
【摘要】: 羟基磷灰石(hydroxyapatite,HAP)和胶原蛋白(collagen,Col protein)是天然骨中最主要的无机和有机成分,且都具有良好的生物学特性,但单独使用时又具有不同的缺陷,难以满足组织工程对生物材料性能的要求,以Col protein与HAP复合则较好地利用了胶原蛋白的粘结性而克服了HAP颗粒的流动性。所以本论文研究分别从微米角度和纳米角度对胶原蛋白和羟基磷灰石进行了复合,从而改善二者单独使用的不足,研究的主要内包括以下两个方面。 1.本论文首先通过酸碱中和反应法制备了HAP微米粉体,并采用正交试验方案对HAP粉体的制备工艺进行了优化分析研究。同时,以自制的HAP粉体和胶原蛋白为原料,利用胶原蛋白的粘结性,通过物理发泡,制成具有三维立体网状结构的多孔支架。通过XRD、SEM、阿基米德原理、杠杆原理以及数理统计等分析测试手段对制得的多孔支架材料的晶相结构、显微形貌、孔隙率、力学性能、孔径大小及其分布进行了表征;还通过体外模拟降解试验对制得的复相多孔支架材料的生物溶解降解性进行了初步探讨。 研究结果表明:采用10Ca(OH)_2+6H_3PO_4→Ca_(10)(PO_4)_6(OH)_2+18H_2O反应体系,反应温度为40℃,pH值为8—9,反应物粒度为过400目筛下料,充分搅拌反应时间为17小时,经陈化、清洗、过滤、干燥和750℃保温5小时的热处理后,可以制得纯度较高,分散度较好,晶粒较小的HAP粉体;以羟基磷狄石粉体和胶原蛋白为主要原料,采用物理发泡,浇注成型,冷冻和微波干燥的工艺可制得显气孔率在59%~81%,抗压强度在0.77~1.98MPa之间的羟基磷灰石/胶原蛋白多孔支架材料;样品具有800μm以下的梯度孔,100~700μm的孔所占的体积百分数为63.5%,占所有孔体积的74.3%。孔与孔之间彼此相互连通,呈不规则形状;胶原蛋白含量不同的多孔支架材料的生物溶解降解性不同,随着胶原蛋白含量的增加,多孔支架材料的生物溶解降解率逐渐增大。 2.以磷酸、氢氧化钙上清液和胶原蛋白粉为主要原料,通过共滴定的方法制备了纳米羟基磷狄石/胶原蛋白复合材料。通过XRD、SEM、TEM、IR对材料晶相结构、结晶程度、化学键结构、微观形貌、晶粒大小进行了分析;还通过体外模拟降解试验对制得的羟基磷灰石/胶原蛋白复合多孔支架材料的生物溶解降 解性进行了初步探讨。 研究结果表明:复合材料中HAP为5×60nm~20×100nm针状晶体,胶原蛋白呈链状,2—3个胶原蛋白链相互交联成簇,HAP均匀地沉积在胶原蛋白簇上:HAP在(002)、(004)面呈现较强的择优取向,在(211)、(310)有择优取向的迹象;HAP与胶原蛋白纤维间发生了化学键合,羧基和羰基是HAP在胶原蛋白纤维上的主要成核位点,在成核过程中,发生了与天然骨类似的碳酸化过程;复合物粉体加入适量水(质量比为HAP/Col:water=1:1.3)可制成膏状体从针管中注射出,有望用于人体微创手术。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TB332

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 吴铭;重组人胶原蛋白肽在大肠杆菌中的高效表达及其生物活性研究[D];吉林农业大学;2011年
【参考文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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2 陈寰贝;洪东峰;雷力;潘兴华;陈庆华;;羟基磷灰石/胶原-魔芋葡甘聚糖多孔支架研究[J];昆明理工大学学报(理工版);2009年06期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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7 蒋笑;周大勇;朱蓓薇;;南极磷虾壳聚糖-羟基磷灰石复合材料的制备及其去除六价铬的研究[A];中国食品科学技术学会第八届年会暨第六届东西方食品业高层论坛论文摘要集[C];2011年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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6 孙晓红;种植施万细胞的脱细胞同种异体神经移植物修复大鼠坐骨神经缺损的实验研究[D];中国医科大学;2005年
7 戚孟春;BMP-7基因修饰的自体骨髓间充质干细胞促进大鼠下颌牵张成骨的实验研究[D];四川大学;2005年
8 郑毅雄;人骨膜间质祖细胞作为组织工程种子细胞的分子特征研究[D];浙江大学;2006年
9 唐月军;纳米增韧(HA-ZrO_2系)生物复合多孔陶瓷的制备及其颌骨缺损修复实验研究[D];第二军医大学;2006年
10 符彦基;骨形成蛋白-7基因修饰的骨髓间充质干细胞对肾缺血再灌注损伤修复作用的实验研究[D];南昌大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 韩长菊;羟基磷灰石/胶原蛋白复合生物材料的制备与研究[D];昆明理工大学;2007年
2 丑修建;组织工程复相(羟基磷灰石+β-磷酸三钙)多孔陶瓷支架材料的制备研究[D];昆明理工大学;2005年
3 吴志宏;胶原分子修饰羟基磷灰石及钛表面研究[D];四川大学;2005年
4 潘明利;重组胶原蛋白调控钛表面仿生矿化的研究[D];浙江理工大学;2010年
5 吴锦春;兔骨髓基质细胞复合聚DL-乳酸/羟基磷灰石成骨的实验研究[D];苏州大学;2005年
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