可降解高分子三维网络/磷酸钙骨水泥骨修复材料的构建和性能研究
发布时间：2023-05-20 01:02
磷酸钙骨水泥(CPC)是一种可原位自固化、可任意塑形和可降解吸收的生物活性材料,它具有优良的生物相容性和骨传导性,被广泛应用于骨科、牙科和颌面外科等领域。然而,CPC缺少适合骨组织和血管长入的连通大孔,只能从外部逐层降解替代,降解较慢,而且成骨活性不足,严重影响其骨替代效率。本研究将可降解聚乳酸-羟基乙酸共聚物(poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA)网络(PLGAnw)与CPC浆体复合构建PLGAnw/CPC复合骨修复材料。当复合材料植入体内后,通过PLGA网络快速降解在CPC基体中原位形成三维连通大孔,为新骨长入材料内部提供空间。在CPC中引入高活性离子化合物硅酸钙(硅灰石,WS)和/或硅酸锌(ZS)促进新骨长入到三维连通大孔中。通过三维连通大孔和高活性离子化合物的协同配合,提高CPC的骨再生效率。另外,研究了不同结构的PLGA网络对复合材料骨修复效果的影响,并将不同尺寸的PLGA微球(PLGAm)添加到PLGAnw/CPC复合材料中,构建能原位形成多级孔结构的复合材料。研究结果表明,采用热熔3D打印成功制备出形状规则和孔隙三维连通的PLGA网络,采用...
【文章页数】：175 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 骨组织与骨修复材料
1.2.1 骨组织的成分和结构
1.2.2 骨修复材料
1.2.3 骨修复材料的发展趋势
1.3 磷酸钙骨水泥及其研究现状
1.3.1 磷酸钙骨水泥的组成和种类
1.3.2 磷酸钙骨水泥凝固的化学过程
1.3.3 磷酸钙骨水泥的凝结性能
1.3.4 磷酸钙骨水泥的抗溃散性能
1.3.5 磷酸钙骨水泥的力学性能
1.3.6 磷酸钙骨水泥的临床应用和存在的问题
1.3.7 磷酸钙骨水泥的可降解性及改善方法
1.3.8 磷酸钙骨水泥的多孔性及大孔的构建方法
1.3.9 磷酸钙骨水泥成骨和成血管能力的改善
1.4 移植材料的结构参数对骨修复效果的影响
1.4.1 孔径对骨修复效果的影响
1.4.2 孔隙率对骨修复效果的影响
1.4.3 孔连通性对骨修复效果的影响
1.4.4 多级孔结构对骨修复效果的意义
1.5 本课题研究的目的、意义和主要内容
第二章 PLGA网络/CPC复合材料的设计和制备
2.1 引言
2.2 实验材料和方法
2.2.1 材料合成所用化学药品及设备
2.2.2 材料合成过程
2.2.3 PLGA网络的制备
2.2.4 PLGAnw/CPC复合材料的制备
2.2.5 材料测试和表征方法
2.2.6 统计分析
2.3 结果与讨论
2.3.1 可降解高分子材料的筛选
2.3.2 打印温度的优化
2.3.3 打印时间的优化
2.3.4 挤出压力对PLGA网络结构的影响
2.3.5 打印速度对PLGA网络结构的影响
2.3.6 PLGA网络的打印
2.3.7 灌注模具的设计
2.3.8 液固比对复合材料性能的影响
2.3.9 PLGA网络含量和结构对复合材料性能的影响
2.3.10 复合材料的体外降解
2.4 本章小结
第三章 添加硅酸钙改善PLGA网络/CPC复合材料的性能
3.1 引言
3.2 实验材料和方法
3.2.1 材料合成所用化学药品及设备
3.2.2 材料合成过程
3.2.3 PLGA网络的制备
3.2.4 PLGAnw/WS/CPC复合材料的制备
3.2.5 材料测试和表征方法
3.2.6 体外细胞实验
3.2.7 体内动物实验
3.3 结果与讨论
3.3.1 PLGAnw/WS/CPC复合材料的可塑性
3.3.2 PLGAnw/WS/CPC复合材料的物相和微观形貌
3.3.3 PLGAnw/WS/CPC复合材料的弯曲强度
3.3.4 PLGAnw/WS/CPC复合材料的体外降解
3.3.5 PLGAnw/WS/CPC复合材料的细胞增殖行为
3.3.6 PLGAnw/WS/CPC复合材料的细胞粘附行为
3.3.7 PLGAnw/WS/CPC复合材料的体外成骨性能
3.3.8 PLGAnw/WS/CPC复合材料的体内成骨性能
3.4 本章小结
第四章 添加硅酸钙/硅酸锌改善PLGA网络/CPC复合材料的性能
4.1 引言
4.2 实验材料和方法
4.2.1 材料合成所用化学药品及设备
4.2.2 材料合成过程
4.2.3 PLGA网络和PLGA微球的制备
4.2.4 ZS改性PLGAm/CPC复合材料的制备
4.2.5 PLGAnw/WS/ZS/CPC复合材料的制备
4.2.6 材料测试和表征方法
4.2.7 体外细胞实验
4.2.8 体内动物实验
4.2.9 统计分析
4.3 结果与讨论
4.3.1 ZS加入量的优选
4.3.2 PLGAnw/WS/ZS/CPC复合材料的理化性能
4.3.3 PLGAnw/WS/ZS/CPC复合材料的体外降解行为
4.3.4 PLGAnw/WS/ZS/CPC复合材料的体外细胞行为
4.3.5 PLGAnw/WS/ZS/CPC复合材料的体内成骨性能
4.4 本章小结
第五章 不同孔结构PLGA网络/CPC复合材料的构建和性能
5.1 引言
5.2 实验材料和方法
5.2.1 材料合成所用化学药品及设备
5.2.2 材料合成过程
5.2.3 PLGA网络和PLGA微球的制备
5.2.4 不同结构PLGA网络与CPC的复合
5.2.5 复合材料多级孔结构的原位构建
5.2.6 材料测试和表征方法
5.2.7 体外细胞实验
5.2.8 体内动物实验
5.2.9 统计分析
5.3 结果与讨论
5.3.1 不同结构PLGA网络的形貌和几何参数
5.3.2 不同结构PLGAnw/CPC复合材料的体内成骨性能
5.3.3 原位多级孔结构PLGAnw/CPC复合材料的物相组成
5.3.4 原位多级孔结构PLGAnw/CPC复合材料的微观结构
5.3.5 原位多级孔结构PLGAnw/CPC复合材料的力学性能
5.3.6 原位多级孔结构PLGAnw/CPC复合材料的体外降解行为
5.3.7 原位多级孔结构PLGAnw/CPC复合材料的体外细胞行为
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
本文编号：3820233
【文章页数】：175 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 骨组织与骨修复材料
1.2.1 骨组织的成分和结构
1.2.2 骨修复材料
1.2.3 骨修复材料的发展趋势
1.3 磷酸钙骨水泥及其研究现状
1.3.1 磷酸钙骨水泥的组成和种类
1.3.2 磷酸钙骨水泥凝固的化学过程
1.3.3 磷酸钙骨水泥的凝结性能
1.3.4 磷酸钙骨水泥的抗溃散性能
1.3.5 磷酸钙骨水泥的力学性能
1.3.6 磷酸钙骨水泥的临床应用和存在的问题
1.3.7 磷酸钙骨水泥的可降解性及改善方法
1.3.8 磷酸钙骨水泥的多孔性及大孔的构建方法
1.3.9 磷酸钙骨水泥成骨和成血管能力的改善
1.4 移植材料的结构参数对骨修复效果的影响
1.4.1 孔径对骨修复效果的影响
1.4.2 孔隙率对骨修复效果的影响
1.4.3 孔连通性对骨修复效果的影响
1.4.4 多级孔结构对骨修复效果的意义
1.5 本课题研究的目的、意义和主要内容
第二章 PLGA网络/CPC复合材料的设计和制备
2.1 引言
2.2 实验材料和方法
2.2.1 材料合成所用化学药品及设备
2.2.2 材料合成过程
2.2.3 PLGA网络的制备
2.2.4 PLGAnw/CPC复合材料的制备
2.2.5 材料测试和表征方法
2.2.6 统计分析
2.3 结果与讨论
2.3.1 可降解高分子材料的筛选
2.3.2 打印温度的优化
2.3.3 打印时间的优化
2.3.4 挤出压力对PLGA网络结构的影响
2.3.5 打印速度对PLGA网络结构的影响
2.3.6 PLGA网络的打印
2.3.7 灌注模具的设计
2.3.8 液固比对复合材料性能的影响
2.3.9 PLGA网络含量和结构对复合材料性能的影响
2.3.10 复合材料的体外降解
2.4 本章小结
第三章 添加硅酸钙改善PLGA网络/CPC复合材料的性能
3.1 引言
3.2 实验材料和方法
3.2.1 材料合成所用化学药品及设备
3.2.2 材料合成过程
3.2.3 PLGA网络的制备
3.2.4 PLGAnw/WS/CPC复合材料的制备
3.2.5 材料测试和表征方法
3.2.6 体外细胞实验
3.2.7 体内动物实验
3.3 结果与讨论
3.3.1 PLGAnw/WS/CPC复合材料的可塑性
3.3.2 PLGAnw/WS/CPC复合材料的物相和微观形貌
3.3.3 PLGAnw/WS/CPC复合材料的弯曲强度
3.3.4 PLGAnw/WS/CPC复合材料的体外降解
3.3.5 PLGAnw/WS/CPC复合材料的细胞增殖行为
3.3.6 PLGAnw/WS/CPC复合材料的细胞粘附行为
3.3.7 PLGAnw/WS/CPC复合材料的体外成骨性能
3.3.8 PLGAnw/WS/CPC复合材料的体内成骨性能
3.4 本章小结
第四章 添加硅酸钙/硅酸锌改善PLGA网络/CPC复合材料的性能
4.1 引言
4.2 实验材料和方法
4.2.1 材料合成所用化学药品及设备
4.2.2 材料合成过程
4.2.3 PLGA网络和PLGA微球的制备
4.2.4 ZS改性PLGAm/CPC复合材料的制备
4.2.5 PLGAnw/WS/ZS/CPC复合材料的制备
4.2.6 材料测试和表征方法
4.2.7 体外细胞实验
4.2.8 体内动物实验
4.2.9 统计分析
4.3 结果与讨论
4.3.1 ZS加入量的优选
4.3.2 PLGAnw/WS/ZS/CPC复合材料的理化性能
4.3.3 PLGAnw/WS/ZS/CPC复合材料的体外降解行为
4.3.4 PLGAnw/WS/ZS/CPC复合材料的体外细胞行为
4.3.5 PLGAnw/WS/ZS/CPC复合材料的体内成骨性能
4.4 本章小结
第五章 不同孔结构PLGA网络/CPC复合材料的构建和性能
5.1 引言
5.2 实验材料和方法
5.2.1 材料合成所用化学药品及设备
5.2.2 材料合成过程
5.2.3 PLGA网络和PLGA微球的制备
5.2.4 不同结构PLGA网络与CPC的复合
5.2.5 复合材料多级孔结构的原位构建
5.2.6 材料测试和表征方法
5.2.7 体外细胞实验
5.2.8 体内动物实验
5.2.9 统计分析
5.3 结果与讨论
5.3.1 不同结构PLGA网络的形貌和几何参数
5.3.2 不同结构PLGAnw/CPC复合材料的体内成骨性能
5.3.3 原位多级孔结构PLGAnw/CPC复合材料的物相组成
5.3.4 原位多级孔结构PLGAnw/CPC复合材料的微观结构
5.3.5 原位多级孔结构PLGAnw/CPC复合材料的力学性能
5.3.6 原位多级孔结构PLGAnw/CPC复合材料的体外降解行为
5.3.7 原位多级孔结构PLGAnw/CPC复合材料的体外细胞行为
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
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本文编号：3820233
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