生物医学工程专业优秀论文生物医学工程专业优秀论文 原位聚合法制备原位聚合法制备 DLDL 聚乳酸聚乳酸/-/-磷酸三磷酸三钙复合骨修复材料及性能研究钙复合骨修复材料及性能研究关键词：关键词： 磷酸三钙磷酸三钙 表面改性表面改性 原位聚合法原位聚合法 骨修复材料骨修复材料 生物材料生物材料 羟基磷灰羟基磷灰 石石摘要：可降解骨缺损修复材料属于新兴的第三代的基于细胞的治疗方式，具有 自体、异体骨移植及假体替代不能相比的突出的优势，一直是生物材料领域的 研究热点之一。D,L 聚乳酸(PDLLA)/-磷酸三钙(-TCP)复合骨修复材料可通 过碱性磷酸钙盐中和 D,L 聚乳酸的降解酸性，另可通过磷酸钙和 D,L 聚乳酸的 比例及 D,L 聚乳酸分子量的调整，调节材料的力学性能及控制材料降解速度。 本文首先对 -TCP 粉末进行改性，然后采用原位聚合一挤出模压的方法来制备 PDLLA/-TCP 复合骨修复材料，希望得到具有良好生物相容性、力学性能及生 物降解性的骨修复材料，并通过对 PDLLA/-TCP 用量比等参数的控制，来调节 材料的机械性能与生物降解速率。 1、以 D，L-乳酸为原料， 0.5wtSnCllt;,2gt;为催化剂，乙醇为重结晶溶剂，经脱水齐聚 解聚制备高纯 D，L-丙交酯，精产率达 15以上，产品纯度达 99.35。经 24h 真空干燥后所得高纯丙交酯在 Sn(Oct)lt;,2gt;用量为 0.05wt，反应温度为 160，反应时间为 8h，真空度为 5kPa 的条件下开环聚 合可得到粘均分子量为 1.0610lt;#39;5gt;，多分散系数为 1.89 的 PDLLA。 2、将自制的高纯、超细 CaCOlt;,3gt;粉末调和 成浆料，按 Ca/P 比为 1.5 配料向磷酸溶液中快速加入 CaCOlt;,3gt;粉 料；然后，将 CaCOlt;,3gt;/Hlt;,3gt;POlt;,4gt;体系制 得的粒度细而均匀的 TCP 前驱体在 950下煅烧制得 -TCP 超细粉末，烘干。 用稀磷酸对 -TCP 进行表面质子化处理，之后采用 DL-丙交酯对表面活化后的 -TCP 进行表面接枝改性。在真空密封容器中，分别让加入 0.1wtSn(Oct) lt;,2gt;的丙交酯和 TCP 在 150条件下反应 16h，不加 Sn(Oct) lt;,2gt;的 150条件下反应四天。通过润湿角测量仪测得改性 - TCP 粉末的水性接触角最大为 112。 ；颗粒的粒径约为 5.5gm 左右，且粒径分布 窄；扫描电镜下观察到改性 -TCP 粉末分散均匀，改性后 TCP 粉体被大量片层 状及块状物质包覆，改性后复合材料 TCP 分散情况和两相界面结合较好。红外 分析表明无机粉体表面与有机基团一丙交酯之间形成化学键合；热重分析表明 当丙交酯用量在 70wt时，接枝效率较高。 3、通过“原位聚合挤出模压” 的方法制备 PDLLA/-TCP 复合材料。实验表明：在高真空环境，160-8h， Sn(Oct)lt;,2gt;用量为 0.05wt，TCP 用量为 30wt，成型压力 为 20MPa，保压时间 1.5min 的条件下，复合材料中 PDLLA 粘均分子量最高可达 1.110lt;#39;5gt;以上，试样抗压强度可达 95MPa 左右，抗 弯强度可达 75MPa 左右。SEM 和 EDS 都表明复合材料中 -TCP 分布比较均匀， PDLLA/-TCP 两相结合非常好，两相之间没有明显界面。良好的两相结合和无 机粉料的均匀分布有利于复合材料强度的提高。 4、将上述方法制得的 TCP/PDLLA 复合材料和 PDLLA 空白样浸泡在模拟体液(SBF)中，置于 37恒温 水浴摇床里，进行体外降解，分别在 2w、4w、6w、8w 取样。强度测试发现 -TCP15和 30的材料初始强度较高，且强度下降较空白样慢；pH 测试两者降 解过程呈中性。通过红外光谱仪(FTIR)和扫描电镜(SEM)分析发现加入 TCP 的材 料在 2 周后表面就有类骨型羟基磷灰石生成，4 周后断面就有类骨型羟基磷灰 石生成，6 周后材料内部形成孔洞和晶簇，8 周后孔洞扩大且有贯通，晶簇增多 长大。正文内容正文内容可降解骨缺损修复材料属于新兴的第三代的基于细胞的治疗方式，具有自 体、异体骨移植及假体替代不能相比的突出的优势，一直是生物材料领域的研 究热点之一。D,L 聚乳酸(PDLLA)/-磷酸三钙(-TCP)复合骨修复材料可通过 碱性磷酸钙盐中和 D,L 聚乳酸的降解酸性，另可通过磷酸钙和 D,L 聚乳酸的比 例及 D,L 聚乳酸分子量的调整，调节材料的力学性能及控制材料降解速度。 本文首先对 -TCP 粉末进行改性，然后采用原位聚合一挤出模压的方法来制备 PDLLA/-TCP 复合骨修复材料，希望得到具有良好生物相容性、力学性能及生 物降解性的骨修复材料，并通过对 PDLLA/-TCP 用量比等参数的控制，来调节 材料的机械性能与生物降解速率。 1、以 D，L-乳酸为原料， 0.5wtSnCllt;,2gt;为催化剂，乙醇为重结晶溶剂，经脱水齐聚 解聚制备高纯 D，L-丙交酯，精产率达 15以上，产品纯度达 99.35。经 24h 真空干燥后所得高纯丙交酯在 Sn(Oct)lt;,2gt;用量为 0.05wt，反应温度为 160，反应时间为 8h，真空度为 5kPa 的条件下开环聚 合可得到粘均分子量为 1.0610lt;#39;5gt;，多分散系数为 1.89 的 PDLLA。 2、将自制的高纯、超细 CaCOlt;,3gt;粉末调和 成浆料，按 Ca/P 比为 1.5 配料向磷酸溶液中快速加入 CaCOlt;,3gt;粉 料；然后，将 CaCOlt;,3gt;/Hlt;,3gt;POlt;,4gt;体系制 得的粒度细而均匀的 TCP 前驱体在 950下煅烧制得 -TCP 超细粉末，烘干。 用稀磷酸对 -TCP 进行表面质子化处理，之后采用 DL-丙交酯对表面活化后的 -TCP 进行表面接枝改性。在真空密封容器中，分别让加入 0.1wtSn(Oct) lt;,2gt;的丙交酯和 TCP 在 150条件下反应 16h，不加 Sn(Oct) lt;,2gt;的 150条件下反应四天。通过润湿角测量仪测得改性 - TCP 粉末的水性接触角最大为 112。 ；颗粒的粒径约为 5.5gm 左右，且粒径分布 窄；扫描电镜下观察到改性 -TCP 粉末分散均匀，改性后 TCP 粉体被大量片层 状及块状物质包覆，改性后复合材料 TCP 分散情况和两相界面结合较好。红外 分析表明无机粉体表面与有机基团一丙交酯之间形成化学键合；热重分析表明 当丙交酯用量在 70wt时，接枝效率较高。 3、通过“原位聚合挤出模压” 的方法制备 PDLLA/-TCP 复合材料。实验表明：在高真空环境，160-8h， Sn(Oct)lt;,2gt;用量为 0.05wt，TCP 用量为 30wt，成型压力 为 20MPa，保压时间 1.5min 的条件下，复合材料中 PDLLA 粘均分子量最高可达 1.110lt;#39;5gt;以上，试样抗压强度可达 95MPa 左右，抗 弯强度可达 75MPa 左右。SEM 和 EDS 都表明复合材料中 -TCP 分布比较均匀， PDLLA/-TCP 两相结合非常好，两相之间没有明显界面。良好的两相结合和无 机粉料的均匀分布有利于复合材料强度的提高。 4、将上述方法制得的 TCP/PDLLA 复合材料和 PDLLA 空白样浸泡在模拟体液(SBF)中，置于 37恒温 水浴摇床里，进行体外降解，分别在 2w、4w、6w、8w 取样。强度测试发现 - TCP15和 30的材料初始强度较高，且强度下降较空白样慢；pH 测试两者降 解过程呈中性。通过红外光谱仪(FTIR)和扫描电镜(SEM)分析发现加入 TCP 的材 料在 2 周后表面就有类骨型羟基磷灰石生成，4 周后断面就有类骨型羟基磷灰 石生成，6 周后材料内部形成孔洞和晶簇，8 周后孔洞扩大且有贯通，晶簇增多 长大。可降解骨缺损修复材料属于新兴的第三代的基于细胞的治疗方式，具有自体、 异体骨移植及假体替代不能相比的突出的优势，一直是生物材料领域的研究热 点之一。D,L 聚乳酸(PDLLA)/-磷酸三钙(-TCP)复合骨修复材料可通过碱性 磷酸钙盐中和 D,L 聚乳酸的降解酸性，另可通过磷酸钙和 D,L 聚乳酸的比例及 D,L 聚乳酸分子量的调整，调节材料的力学性能及控制材料降解速度。 本文 首先对 -TCP 粉末进行改性，然后采用原位聚合一挤出模压的方法来制备 PDLLA/-TCP 复合骨修复材料，希望得到具有良好生物相容性、力学性能及生 物降解性的骨修复材料，并通过对 PDLLA/-TCP 用量比等参数的控制，来调节 材料的机械性能与生物降解速率。 1、以 D，L-乳酸为原料， 0.5wtSnCllt;,2gt;为催化剂，乙醇为重结晶溶剂，经脱水齐聚 解聚制备高纯 D，L-丙交酯，精产率达 15以上，产品纯度达 99.35。经 24h 真空干燥后所得高纯丙交酯在 Sn(Oct)lt;,2gt;用量为 0.05wt，反应温度为 160，反应时间为 8h，真空度为 5kPa 的条件下开环聚 合可得到粘均分子量为 1.0610lt;#39;5gt;，多分散系数为 1.89 的 PDLLA。 2、将自制的高纯、超细 CaCOlt;,3gt;粉末调和 成浆料，按 Ca/P 比为 1.5 配料向磷酸溶液中快速加入 CaCOlt;,3gt;粉 料；然后，将 CaCOlt;,3gt;/Hlt;,3gt;POlt;,4gt;体系制 得的粒度细而均匀的 TCP 前驱体在 950下煅烧制得 -TCP 超细粉末，烘干。 用稀磷酸对 -TCP 进行表面质子化处理，之后采用 DL-丙交酯对表面活化后的 -TCP 进行表面接枝改性。在真空密封容器中，分别让加入 0.1wtSn(Oct) lt;,2gt;的丙交酯和 TCP 在 150条件下反应 16h，不加 Sn(Oct) lt;,2gt;的 150条件下反应四天。通过润湿角测量仪测得改性 - TCP 粉末的水性接触角最大为 112。 ；颗粒的粒径约为 5.5gm 左右，且粒径分布 窄；扫描电镜下观察到改性 -TCP 粉末分散均匀，改性后 TCP 粉体被大量片层 状及块状物质包覆，改性后复合材料 TCP 分散情况和两相界面结合较好。红外 分析表明无机粉体表面与有机基团一丙交酯之间形成化学键合；热重分析表明 当丙交酯用量在 70wt时，接枝效率较高。 3、通过“原位聚合挤出模压” 的方法制备 PDLLA/-TCP 复合材料。实验表明：在高真空环境，160-8h， Sn(Oct)lt;,2gt;用量为 0.05wt，TCP 用量为 30wt，成型压力 为 20MPa，保压时间 1.5min 的条件下，复合材料中 PDLLA 粘均分子量最高可达 1.110lt;#39;5gt;以上，试样抗压强度可达 95MPa 左右，抗 弯强度可达 75MPa 左右。SEM 和 EDS 都表明复合材料中 -TCP 分布比较均匀， PDLLA/-TCP 两相结合非常好，两相之间没有明显界面。良好的两相结合和无 机粉料的均匀分布有利于复合材料强度的提高。 4、将上述方法制得的 TCP/PDLLA 复合材料和 PDLLA 空白样浸泡在模拟体液(SBF)中，置于 37恒温 水浴摇床里，进行体外降解，分别在 2w、4w、6w、8w 取样。强度测试发现 - TCP15和 30的材料初始强度较高，且强度下