牡蠣殼雙相磷酸鈣-殼聚糖復合多孔骨修復支架材料的制備與表征.pdf

1、骨組織工程支架材料一直是生物材料領域的研究熱點之一,為骨缺損治療提供了新方法。理想的骨組織工程支架材料不僅應具備良好的生物相容性和生物可降解性,還應具有三維多孔的貫通結構及易于成型等特點,并可為細胞和組織的生長提供結構支撐,起到引導組織再生作用。雙相磷酸鈣(BCP)是一類由羥基磷灰石(HA)和β-磷酸三鈣(β-TCP)按不同比例混合而成的生物陶瓷材料,具有良好的生物相容性和骨傳導性,可與自然骨發(fā)生生物化學反應從而形成牢固的骨性結合。具有

2、適當孔徑和孔隙率的多孔BCP支架可增大材料與組織液接觸的表面積,為骨組織的生長提供有利通道和空間,促進新生骨組織長入材料內部。隨著海洋資源的開發(fā)與應用,采用生物質碳酸鈣制備磷酸鈣陶瓷已引起人們的廣泛重視。近年來的研究表明,牡蠣殼具有良好的生物相容性,已成為骨修復材料研究的熱點。但由于牡蠣殼形狀不規(guī)則,缺少適宜骨組織生長的天然多孔結構,極大限制了其在骨組織工程支架材料中的應用。
　　 本論文首次嘗試將廢棄牡蠣殼原料應用到多孔磷酸鈣

3、陶瓷支架材料的制備中。首先通過水熱法將牡蠣殼粉末轉化為HA,然后采用有機模板復制法制備BCP多孔陶瓷支架,將其浸漬到殼聚糖(CS)溶液中,最后采用冷凍干燥技術制備BCP/CS復合多孔骨組織工程支架材料。通過對BCP/CS多孔支架進行理化及生物學性能表征,考察牡蠣殼原料在骨組織工程支架材料領域中的應用前景。主要研究進展及成果如下:
　　 1.僧帽牡蠣殼為方解石型碳酸鈣,在水熱過程中,牡蠣殼粉末通過表面的溶解重結晶(Dissolut

4、ion-recrystallization)和內部的固態(tài)局域規(guī)整離子交換反應(Solid-state topotactic ion exchange reacion)轉化為牡蠣殼羥基磷灰石(OHA)粉末。SEM、XRD和FTIR分析結果顯示產物為片狀的碳酸取代的缺鈣型HA納米顆粒。水熱溫度的升高、反應時間的延長及初始磷酸鹽濃度的增加均可促進方解石向HA的轉化。
　　 2.采用OHA粉末為原料通過有機模板復制法制備牡蠣殼雙相磷酸鈣

5、陶瓷(O-HA)多孔支架。理化表征結果顯示,該支架具有三維貫通的大孔結構,孔徑為200～500μm,孔壁表面具有均勻分布的微孔結構,孔隙率高達91.4±1.2％,具有良好的滲透能力,在SBF浸泡實驗中顯示出良好的誘導類骨磷灰石生成能力,與商業(yè)購買HA粉末采用同樣方法制備的多孔支架相比,O-HA多孔支架在細胞培養(yǎng)實驗中顯示出更加明顯的促進MC3T3-E1細胞粘附與增殖作用,具有良好的細胞相容性。
　　 3.將O-HA多孔支架浸漬入

6、CS溶液中,通過冷凍干燥法制成BCP/CS復合多孔支架材料。結果顯示,BCP/CS復合支架具有三維貫通的多孔結構,孔徑分布均勻,滲透力良好,可對血液迅速進行滲透,孔隙率為76.3～83.4％,抗壓強度為0.46～0.77 Mpa。
　　 4.SBF浸泡實驗表明,BCP/CS復合多孔支架可誘導類骨磷灰石形成,具有良好的生物活性。細胞培養(yǎng)表明,BCP/CS多孔支架具有良好的細胞相容性,有利于前成骨細胞的粘附與鋪展,具有促進前成骨細胞