多孔顆粒堆積磷灰石支架的構(gòu)建及載藥性能的研究.pdf

1、隨著社會老齡化和各種創(chuàng)傷的增加，生物材料尤其是對骨修復(fù)材料的需求日益增長。對于較大尺寸的骨缺損病例，骨缺損不能自體愈合，很大程度上依靠骨移植體進(jìn)行修復(fù)。羥基磷灰石(hydroxyapatite，HA或Hap，分子式為[Ca10(PO4)6(OH)2]）骨無機(jī)相的主要成分，約占干骨組織的45％，用作骨移植材料時，具有良好的生物相容性和骨傳導(dǎo)性，用作骨組織時，具有極好的化學(xué)和生物親合性。因此可以廣泛應(yīng)用于生物硬組織的修復(fù)、替換及增進(jìn)其功能的

2、材料。生物骨組織的多孔結(jié)構(gòu)能夠保持血液流通，保證骨組織正常代謝，同時還可以適應(yīng)一定范圍的應(yīng)力變化;因此，HA陶瓷由致密趨向多孔化發(fā)展，具有重要的仿生意義。骨支架材料中，支架的表面結(jié)構(gòu)、孔結(jié)構(gòu)、孔徑大小和孔隙率等均對其生物功能化有影響。而球粒堆積法制備的支架具有以下特點:貫通性好，孔隙率高，宏觀孔結(jié)構(gòu)均勻等。作為堆積支架的單個HA球粒，它又可進(jìn)行載藥、載生長因子等，以此提高堆積支架的生物活性。為進(jìn)一步考察支架微結(jié)構(gòu)對支架異位骨誘導(dǎo)的影響，

3、我們設(shè)計制備了具有豐富微觀孔隙結(jié)構(gòu)的陶瓷球粒，并堆積球粒成支架，系統(tǒng)研究微結(jié)構(gòu)對支架生物功能的影響探究任意控制堆積支架外觀形態(tài)的技術(shù)手段，同時利用支架豐富的微觀孔隙結(jié)構(gòu)作為藥物載體搭載可促進(jìn)骨組織再生藥物，提高骨組織修復(fù)能力。
　　本研究中，首先研究溶膠-凝膠法制備羥基磷灰石(HA)球粒，并采用造孔劑法使其擁有豐富的微觀孔隙結(jié)構(gòu)與復(fù)雜的表面形貌;隨后將其堆積成支架，研究了該種堆積支架的制備工藝對其各方面性能的影響;同時，對球粒堆積

4、制備支架的進(jìn)一步應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究;隨后，通過體外細(xì)胞實驗、仿生礦化實驗，考察了支架微結(jié)構(gòu)對其生物功能化的影響，載藥釋放實驗也取得了較為滿意的結(jié)果。本研究的主要結(jié)論如下:
　　1、采用溶膠凝膠法可以成功制備出形態(tài)穩(wěn)定的球粒狀羥基磷灰石陶瓷顆粒，并采用兩種造孔劑相結(jié)合的方式構(gòu)建出具有豐富微觀結(jié)構(gòu)的球粒，SEM結(jié)果顯示，球粒內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)豐富，球粒擁有較高的孔隙率。
　　2、采用黏結(jié)的方式將陶瓷球粒組裝成球粒堆積支架，支架具有

5、高的力學(xué)性能;采用高孔隙率的球粒組裝得到的堆積支架孔隙率也較高。球粒堆積形式支架形態(tài)靈活，采用模仿自然骨外密內(nèi)疏的結(jié)構(gòu)，用堆積支架包裹造孔支架制得復(fù)合結(jié)構(gòu)支架進(jìn)一步提高了支架的孔隙率，同時保持較高的力學(xué)性能。
　　3、通過體外細(xì)胞實驗和仿生礦化實驗考察了多孔結(jié)構(gòu)對于支架生物活性的影響。結(jié)果顯示，相比于少孔結(jié)構(gòu)HA球粒支架，多孔結(jié)構(gòu)的HA球粒支架具有更好的生物活性，其豐富的孔隙和皺褶有利于成骨細(xì)胞的黏附、鋪展和增殖活性，同時提供了良