玄武巖纖維在硬組織修復(fù)材料中的應(yīng)用研究.pdf

1、對硬組織修復(fù)材料的探索一直是生物醫(yī)用材料領(lǐng)域的研究熱點之一。硬組織修復(fù)材料應(yīng)用于負(fù)載及復(fù)雜受力環(huán)境中，對機械性能有較高的要求。聚乳酸(PLA)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是用于骨、牙組織缺損修復(fù)的兩種常用高分子材料，但都存在機械性能不佳的缺陷，限制了它們的臨床應(yīng)用。大量研究證實了纖維加強聚合物作為硬組織修復(fù)材料的有效性。本文利用玄武巖纖維(BF)強度高、韌性好等優(yōu)點，首次將其作為聚合物基質(zhì)的增強體，用于提高硬組織修復(fù)材料的機械性能。體

2、外細(xì)胞試驗表明玄武巖纖維具有良好的生物相容性；制備BF/PLA骨缺損修復(fù)材料，對其微觀結(jié)構(gòu)、機械性能、體外降解及生物相容性進(jìn)行了研究；制備BF/PMMA義齒基托復(fù)合材料，研究了纖維的含量和長度對義齒基托的撓曲強度和彈性模量的影響。論文主要工作如下：
　　 1.研究了玄武巖纖維的細(xì)胞毒性。利用MTT法檢測細(xì)胞的增殖活力，光鏡和熒光染色觀察細(xì)胞的生長狀態(tài)。結(jié)果表明纖維浸提液培養(yǎng)的成纖維細(xì)胞正常增殖：熒光染色可見細(xì)胞呈長梭形沿纖維長軸

3、定向排列生長；與纖維絲共培養(yǎng)的細(xì)胞生長旺盛。實驗說明玄武巖纖維細(xì)胞毒性小，為纖維的進(jìn)一步醫(yī)用研究提供了有關(guān)安全性的數(shù)據(jù)和資料。
　　 2.采用溶劑揮發(fā)成型法制備了BF/PLA復(fù)合薄膜，將其與原代成骨細(xì)胞體外共培養(yǎng)，檢測材料的生物相容性。結(jié)果表明細(xì)胞在材料表面正常貼附，增殖明顯，伸出較多偽足與周圍細(xì)胞融合成片，有較高的堿性磷酸酶表達(dá)和形成鈣化結(jié)節(jié)的能力，與純PLA組無異。BF/PLA復(fù)合材料良好的生物相容性提示了其作為醫(yī)用材料的可

4、能性。
　　 3.利用熱致相分離法制備了直徑8mm，高20mm的圓柱形多孔BF/PLA支架，其中玄武巖纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0％（對照），5％，10％和15％。掃描電鏡觀察顯示支架具有貫通的多孔結(jié)構(gòu)，整體均勻性好。支架壓縮模量和抗壓強度均隨著纖維含量的增加而提高。含15％BF的支架材料機械性能改善最為明顯，支架壓縮模量和抗壓強度分別是6.7Mpa和0.31Mpa，為純PLA支架的4.8倍與2.6倍。初步的降解實驗表明玄武巖纖維的加入

5、對中和聚乳酸降解的酸性和減緩支架降解速率有一定貢獻(xiàn)。因而玄武巖纖維將有可能成為骨組織支架材料的有效增強體。
　　 4.研究了玄武巖纖維的含量和長度對BF/PMMA義齒基托復(fù)合材料的機械性能的影響。結(jié)果表明4mm長度的纖維在添加質(zhì)量為4％時，材料的撓曲強度和彈性模量分別為115.35Mpa和3.49Gpa，相比于O％組(102.50Mpa和3.07Gpa)增強效果最為顯著(P<0.05)。纖維在復(fù)合材料中分散均勻，與PMMA基質(zhì)緊