2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、磷酸鈣骨水泥(CalciumPhosphateCement,CPC)在體內(nèi)能自行轉(zhuǎn)化成與硬組織的主要無機(jī)成分相似的羥基磷灰石(Hydroxyapatite,HA),因此具有良好的生物相容性,但是CPC抗壓強(qiáng)度低、脆性大,常用于顱骨修復(fù)、面部整形和牙齒填充等非承重骨部位,限制了其在臨床上的應(yīng)用。碳納米管(CarbonNanotubes,CNTs)是一種新型一維材料,具有優(yōu)異的力學(xué)性能,常被用作材料增強(qiáng)相;但當(dāng)CNTs用于強(qiáng)化CPC時,需考

2、察其生物相容性;有研究表明,高純CNTs具有良好的細(xì)胞相容性,這為CNTs強(qiáng)化CPC提供了可能。
   本論文主要研究了含多壁碳納米管(Multi-WalledCarbonNanotubes,MWNTs)的CPC復(fù)合材料的制備方法,以及理化性能和細(xì)胞相容性評價。由于MWNTs是一種磁響應(yīng)物質(zhì),具有顯著的磁性能,因此采用靜磁場(StaticMagneticField,SMF)評價了其對含有MWNTs的CPC上成骨細(xì)胞活性的影響。<

3、br>   首先采用物理共混法(PhysicalBlending,PB)、化學(xué)共沉淀法(ChemicalCoprecipitation,CC)、仿生浸泡法(BionicImmersion,BI)和化學(xué)氣相沉積法(ChemicalVaporDeposition,CVD)制備MWNTs/HA復(fù)合粉,并以此為固相材料之一,制備了含有MWNTs的CPC材料。
   以PB法為基礎(chǔ)制備MWNTs/HA復(fù)合粉時,深入研究了硅烷偶聯(lián)劑KH-

4、792、十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)和聚乙二醇辛基苯基醚(TritonX-100)四種表面活性劑以及KH-792修飾的不同MWNTs含量(0.17wt%、0.425wt%、0.68wt%、1.02wt%和1.53wt%)對CPC性能的影響。結(jié)果表明,MWNTs對CPC的物相組成無影響,但會減少CPC的凝固時間,旦隨著MWNTs含量的升高,凝固時間顯著減少。通過表面活性劑修飾的試樣中,CPC-KH-792

5、的力學(xué)性能最好,其抗壓強(qiáng)度和彈性模量分別提高了41.87%和48.23%;當(dāng)MWNTs含量為0.425wt%時,CPC的力學(xué)性能最好,且隨著MWNTs的增加,其力學(xué)性能降低。
   以CC法為基礎(chǔ)制備MWNTs/HA復(fù)合粉,深入研究了殼聚糖(Chitosan,CS)的加入和不同添加量(0.425wt%、0.85wt%、1.275wt%和1.7wt%)對CPC性能的影響。結(jié)果表明,CS的加入會減少CPC的凝固時間,并降低CPC中H

6、A的結(jié)晶度、抑制HA的生長。CS對CPC的力學(xué)性能改善有限,當(dāng)CS的含量為0.85wt%時,力學(xué)性能較好,僅分別提高了16.67%和23.78%。
   以BI法為基礎(chǔ)制備MWNTs/HA復(fù)合粉時,深入研究了模擬體液(SimulatedBodyFluid,SBF)、加速鈣化液(AcceleratedCalcificationSolution,ACS)和過飽和磷酸鈣溶液(SupersaturatedCalciumPhosphate

7、Solution,SCS)三種不同浸泡介質(zhì)對CPC性能的影響。結(jié)果表明,MWNTs/HA-SBF復(fù)合粉中既含有HA又有OCP,且MWNTs分散均勻;MWNTs/HA-ACS和MWNTs/HA-SCS復(fù)合粉中僅含少量的HA,且被嚴(yán)重團(tuán)聚的MWNTs所包裹。CPC-SBF中HA的結(jié)晶性最好,在ACS和SCS中浸泡得到的復(fù)合粉會降低HA的結(jié)晶度、抑制HA生長和增加CPC孔隙率。采用此法制得的復(fù)合粉對CPC力學(xué)性能改善有限,其中CPC-SBF的

8、抗壓強(qiáng)度和彈性模量較好,但僅分別提高了18.44%和11.45%,而CPC-ACS和CPC-SCS的力學(xué)性能則明顯低于CPC-Blank,均不及CPC-Blank的一半。
   以CVD法為基礎(chǔ)在HA表面原位生長MWNTs,得到MWNTs/HA復(fù)合粉并研究了其對CPC性能的影響。結(jié)果表明,在HA上原位合成的MWNTs含量約為9wt%,MWNTs長度約為1μm,直徑約為50~100nm,MWNTs與HA形成較強(qiáng)的鍵合。此復(fù)合粉對C

9、PC物相無影響,但會降低HA的結(jié)晶度、抑制HA晶體生長。CPC-CVD抗壓強(qiáng)度和彈性模量僅稍高于CPC-Blank,表明其對CPC的力學(xué)性能改善有限。
   通過體外成骨細(xì)胞培養(yǎng),研究了不同方法和不同MWNTs含量下制備的CPC樣品的細(xì)胞相容性,同時也深入比較了外加SMF.的有無對成骨細(xì)胞在CPC上增殖、分化活性以及形態(tài)的影響。結(jié)果表明,MWNTs對成骨細(xì)胞的增殖活性有抑制作用,其中CPC-CVD上的成骨細(xì)胞的增殖活性最弱;并且

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