基于擠出沉積制造技術(shù)的羥基磷灰石基骨組織工程支架的研究.pdf

1、骨組織工程被認(rèn)為是最有前途的骨缺損修復(fù)方式。支架材料、種子細(xì)胞和生長(zhǎng)因子并稱(chēng)為骨組織工程三要素，其中支架材料作為細(xì)胞和生長(zhǎng)因子的載體，對(duì)修復(fù)效果起著至關(guān)重要的作用。隨著骨組織工程的發(fā)展，骨組織工程對(duì)骨支架提出了更高的要求。
　　為了制備更為符合骨組織工程要求的多孔骨支架，本文以骨組織工程中常用的羥基磷灰石作為主要打印材料，以擠出沉積制造技術(shù)作為制備手段，研究和解決了目前多孔羥基磷灰石骨支架制備過(guò)程中存在的一些問(wèn)題，提出了一些新的見(jiàn)

2、解和新的制備方法。
　　首先，本文系統(tǒng)性地研究了燒結(jié)溫度對(duì)多孔羥基磷灰石支架結(jié)構(gòu)、物理化學(xué)性能和生物學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明，燒結(jié)溫度對(duì)支架的結(jié)構(gòu)、物理化學(xué)性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)都有非常重要的影響。燒結(jié)溫度越高，支架越致密支架內(nèi)部微孔越少，晶粒越大，比表面積越小，這種結(jié)構(gòu)上的變化導(dǎo)致支架力學(xué)性能越好，吸水率和親水性越差；而這種結(jié)構(gòu)上和生物化學(xué)性質(zhì)的變化導(dǎo)致在越高溫度下燒結(jié)的支架越不利于類(lèi)骨磷灰石的沉積和蛋白質(zhì)的吸附，成骨效果也越差。基

3、于此，我們認(rèn)為提高支架力學(xué)強(qiáng)度的方法應(yīng)該不以降低支架生物學(xué)性能為前提。雖然在較低溫度下燒結(jié)的支架力學(xué)性能不如高溫下燒結(jié)的支架，但是其骨修復(fù)效果明顯優(yōu)于后者。因此，在保證支架必要力學(xué)性能的前提下，較低的燒結(jié)溫度是更好的選擇。
　　其次，針對(duì)骨移植中的細(xì)菌感染問(wèn)題，我們采用納米銀對(duì)HA支架進(jìn)行了表面修飾。采用油酸作為保護(hù)劑、水合肼作為還原劑合成納米銀顆粒，在合成的過(guò)程中將HA支架浸泡在反應(yīng)溶液中，從而獲得納米銀摻雜的HA支架。結(jié)果表明

4、HA支架表面出現(xiàn)納米銀顆粒，納米銀摻雜的HA支架具有一定的抗菌效果。
　　再次，針對(duì)擠出沉積制造技術(shù)制備多孔羥基磷灰石支架干燥過(guò)程易開(kāi)裂和側(cè)面孔洞不可控的問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了羥基磷灰石-海藻酸鈉（HA-SA）復(fù)合漿料體系代替原用漿料體系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用新的HA-SA復(fù)合漿料體具有明顯的優(yōu)越性。一方面 HA-SA復(fù)合漿料體系采用的材料均為組織工程中常用生物材料，無(wú)生物學(xué)毒性；另一方面，制備的支架在干燥過(guò)程中具有優(yōu)異的抗開(kāi)裂性能；并且

5、，HA-SA復(fù)合支架經(jīng)過(guò)CaCl2溶液交聯(lián)后有一定的柔韌性，方便后續(xù)剪裁加工。通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化加后期剪裁的方式，支架側(cè)面孔洞在一定程度上可以實(shí)現(xiàn)可控制備。
　　然后，我們對(duì) HA-SA復(fù)合支架進(jìn)行了燒結(jié)處理，發(fā)現(xiàn)燒結(jié)溫度對(duì)支架的影響與羥基磷灰石支架效果基本一致。但是，燒結(jié)后 HA-SA復(fù)合支架表面出現(xiàn)微納米級(jí)顆粒，我們對(duì)微納米級(jí)顆粒形成機(jī)理進(jìn)行了研究。通過(guò)測(cè)試不同條件下燒結(jié)的HA-SA復(fù)合材料，我們推測(cè)微納米級(jí)顆粒形成機(jī)理為：燒結(jié)過(guò)程