羥基磷灰石、碳酸鈣仿生材料的可控制備及性能研究.pdf

1、天然的人體骨骼歷經(jīng)數(shù)十億年的進(jìn)化與淘汰,其結(jié)構(gòu)與功能完美的無(wú)法想象，從大量研究數(shù)據(jù)中可知，功能的完善源自結(jié)構(gòu)的復(fù)雜多級(jí)有序。因此，為了使人工骨修復(fù)材料能夠達(dá)到臨床期待的理想水平，實(shí)現(xiàn)力學(xué)和生物性能的完美結(jié)合，最大的挑戰(zhàn)就在于是否能在納米的尺度下模擬出這種多級(jí)有序的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，通過微觀上的結(jié)構(gòu)多級(jí)組裝使得材料在性能上更加完善。為此，人們做出了諸多嘗試，雖已取得很大的進(jìn)步，但其在力學(xué)性能上的不足一直不能得到有效的提高?；诮Y(jié)構(gòu)仿生和功能仿生的

2、基本理念，本研究采用一步水熱實(shí)驗(yàn)方法，在結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)劑的誘導(dǎo)組裝作用下，成功控制了材料在不同維度上的生長(zhǎng)和組裝，制備出了包括一維納米棒、二維網(wǎng)織狀納米片、三維納米組裝體的多種HA骨修復(fù)材料和片層狀碳酸鈣骨修復(fù)材料，實(shí)現(xiàn)了材料在力學(xué)和生物性能方面的提高，彌補(bǔ)了現(xiàn)存人工骨修復(fù)材料的不足。此外，通過形貌結(jié)構(gòu)表征(SEM、XRD)、力學(xué)性能測(cè)試（FMA）、生物性能測(cè)試（MTT、ALP）等手段對(duì)材料的結(jié)構(gòu)和性能做了進(jìn)一步的研究和表征，主要的研究?jī)?nèi)容以

3、及取得的成果如下：
　　1．采用一步水熱合成方法，在結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)劑的誘導(dǎo)組裝作用下，實(shí)現(xiàn)了不同維度上HA材料的生長(zhǎng)與組裝，成功地制備出了包括一維、二維和三維結(jié)構(gòu)在內(nèi)的多種羥基磷灰石組裝結(jié)構(gòu)仿生骨修復(fù)材料。并在調(diào)控實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)參數(shù)的同時(shí)，使得制備出的二維網(wǎng)織狀 HA納米片逐漸發(fā)生卷曲從而形成網(wǎng)狀外壁的“管”狀結(jié)構(gòu)。此外，通過三維納米機(jī)械手和細(xì)胞體外培養(yǎng)技術(shù)來對(duì)所制得的多維HA組裝體材料進(jìn)行力學(xué)性能和生物性能的測(cè)試表征。結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)所得二

4、維、三維HA組裝體材料的力學(xué)抗壓性能優(yōu)異，生物相容性和生物活性突出，是良好的骨組織修復(fù)材料。
　　2．在結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)劑的誘導(dǎo)組裝作用下，通過一步水熱實(shí)驗(yàn)方法成功制備出了片層狀碳酸鈣納米結(jié)構(gòu)仿生骨修復(fù)材料，并通過對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中反應(yīng)參數(shù)的調(diào)控使得到的片層狀納米片厚度越來越薄，從最開始的大于200 nm薄至小于100 nm。此外，通過三維納米機(jī)械手和細(xì)胞體外培養(yǎng)技術(shù)等測(cè)試手段進(jìn)一步對(duì)所得材料進(jìn)行力學(xué)和生物性能的測(cè)試，結(jié)果顯示，該仿生骨修復(fù)材料