金舟雯:3D打印生物活性多孔陶瓷的力学-降解速率调控研究论文

金舟雯:3D打印生物活性多孔陶瓷的力学-降解速率调控研究论文

本文主要研究内容

作者金舟雯(2019)在《3D打印生物活性多孔陶瓷的力学-降解速率调控研究》一文中研究指出:由于骨疾病与创伤增加,临床上骨损伤修复术所需的人工骨材料引起研究者密切地关注。但不同部位的骨损伤对骨修复材料的微结构、力学性能及生物降解速率的要求也不尽相同,这就对人工骨材料的可调性带来了巨大的挑战。本文采用注浆成型3D打印技术,制备具有核-壳组成及微结构可调的镁、锶掺杂硅灰石生物多孔陶瓷支架,实现非化学计量比硅灰石多孔陶瓷支架材料的力学、降解性能协同剪裁与调控。实验结果分析表明,湿化学工艺合成的低剂量镁、锶异质离子掺杂硅灰石粉体保持了稳定的硅灰石相;运用常规单喷头和同轴核-壳结构打印喷头制备一系列非化学计量比硅灰石多孔陶瓷支架(CSi,CSi-Mg4,CSi-Mg10,CSi@CSi-Mg10,CSi-Mg10@CSi,CSi-Mg10@CSi-Mg4,CSi-Mg4@CSi-Mg10),核-壳结构中不同Mg掺杂率的硅灰石组分分布对生物多孔陶瓷支架的抗压能力具有显著影响,尤其是壳层较高硅灰石镁掺杂率有利于提升其抗压强度。通过体外缓冲液浸泡实验进一步表明,镁掺杂的硅灰石由于更高的烧结致密性而使得支架降解速率下降,从而显著调节了硅灰石多孔陶瓷的力学衰变性能。这些研究表明,通过不同剂量镁掺杂可以显著调节多孔硅灰石陶瓷的理化性能,控制支架的降解速率,解决了纯硅灰石多孔陶瓷烧结性能差、降解过快等问题,使得该类高活性生物陶瓷临床应用前景更为明朗。其次,本文进一步通过对核-壳结构多孔陶瓷支架的不同区域进行选择性多孔微结构精确调控,使得核-壳结构不同组分在降解过程中能够同步按需降解和活性离子释放,进而剪裁多孔支架的生物学性能。研究中,以锶掺杂硅灰石为核层组分,镁掺杂硅灰石组分为壳层组分,并向壳层组分浆料中添加不同质量比及粒度的有机微球,经过打印、烧结处理,壳层内呈现不同程度的多孔结构,有效剪裁了支架的力学性能,且在降解过程中确保核层组分掺锶硅灰石能够通过壳层中的微孔进行速率可调地降解,使得钙、硅、镁、锶离子均能按骨再生过程需求进行剂量可控地释放。在本研究中,通过背肌包埋动物模型实验表明,核层硅灰石中的锶离子也参与了支架早期的血管化,从而证实组分与微结构均精确剪裁的多孔陶瓷打印对解决相关临床问题将产生更为良好的预期效果。综上所述,本论文初步论证了组分分布可调、内部微结构可控的核-壳结构生物活性多孔陶瓷支架的三维打印工艺可行性和可靠性,拓展了三维打印技术本身的功能性,也实现了新一代多孔陶瓷材料的构筑理化、力学和生物学性能同步优化,为临床不同适应症的骨再生修复材料开拓了新思路。

Abstract

you yu gu ji bing yu chuang shang zeng jia ,lin chuang shang gu sun shang xiu fu shu suo xu de ren gong gu cai liao yin qi yan jiu zhe mi qie de guan zhu 。dan bu tong bu wei de gu sun shang dui gu xiu fu cai liao de wei jie gou 、li xue xing neng ji sheng wu jiang jie su lv de yao qiu ye bu jin xiang tong ,zhe jiu dui ren gong gu cai liao de ke diao xing dai lai le ju da de tiao zhan 。ben wen cai yong zhu jiang cheng xing 3Dda yin ji shu ,zhi bei ju you he -ke zu cheng ji wei jie gou ke diao de mei 、si can za gui hui dan sheng wu duo kong tao ci zhi jia ,shi xian fei hua xue ji liang bi gui hui dan duo kong tao ci zhi jia cai liao de li xue 、jiang jie xing neng xie tong jian cai yu diao kong 。shi yan jie guo fen xi biao ming ,shi hua xue gong yi ge cheng de di ji liang mei 、si yi zhi li zi can za gui hui dan fen ti bao chi le wen ding de gui hui dan xiang ;yun yong chang gui chan pen tou he tong zhou he -ke jie gou da yin pen tou zhi bei yi ji lie fei hua xue ji liang bi gui hui dan duo kong tao ci zhi jia (CSi,CSi-Mg4,CSi-Mg10,CSi@CSi-Mg10,CSi-Mg10@CSi,CSi-Mg10@CSi-Mg4,CSi-Mg4@CSi-Mg10),he -ke jie gou zhong bu tong Mgcan za lv de gui hui dan zu fen fen bu dui sheng wu duo kong tao ci zhi jia de kang ya neng li ju you xian zhe ying xiang ,you ji shi ke ceng jiao gao gui hui dan mei can za lv you li yu di sheng ji kang ya jiang du 。tong guo ti wai huan chong ye jin pao shi yan jin yi bu biao ming ,mei can za de gui hui dan you yu geng gao de shao jie zhi mi xing er shi de zhi jia jiang jie su lv xia jiang ,cong er xian zhe diao jie le gui hui dan duo kong tao ci de li xue cui bian xing neng 。zhe xie yan jiu biao ming ,tong guo bu tong ji liang mei can za ke yi xian zhe diao jie duo kong gui hui dan tao ci de li hua xing neng ,kong zhi zhi jia de jiang jie su lv ,jie jue le chun gui hui dan duo kong tao ci shao jie xing neng cha 、jiang jie guo kuai deng wen ti ,shi de gai lei gao huo xing sheng wu tao ci lin chuang ying yong qian jing geng wei ming lang 。ji ci ,ben wen jin yi bu tong guo dui he -ke jie gou duo kong tao ci zhi jia de bu tong ou yu jin hang shua ze xing duo kong wei jie gou jing que diao kong ,shi de he -ke jie gou bu tong zu fen zai jiang jie guo cheng zhong neng gou tong bu an xu jiang jie he huo xing li zi shi fang ,jin er jian cai duo kong zhi jia de sheng wu xue xing neng 。yan jiu zhong ,yi si can za gui hui dan wei he ceng zu fen ,mei can za gui hui dan zu fen wei ke ceng zu fen ,bing xiang ke ceng zu fen jiang liao zhong tian jia bu tong zhi liang bi ji li du de you ji wei qiu ,jing guo da yin 、shao jie chu li ,ke ceng nei cheng xian bu tong cheng du de duo kong jie gou ,you xiao jian cai le zhi jia de li xue xing neng ,ju zai jiang jie guo cheng zhong que bao he ceng zu fen can si gui hui dan neng gou tong guo ke ceng zhong de wei kong jin hang su lv ke diao de jiang jie ,shi de gai 、gui 、mei 、si li zi jun neng an gu zai sheng guo cheng xu qiu jin hang ji liang ke kong de shi fang 。zai ben yan jiu zhong ,tong guo bei ji bao mai dong wu mo xing shi yan biao ming ,he ceng gui hui dan zhong de si li zi ye can yu le zhi jia zao ji de xie guan hua ,cong er zheng shi zu fen yu wei jie gou jun jing que jian cai de duo kong tao ci da yin dui jie jue xiang guan lin chuang wen ti jiang chan sheng geng wei liang hao de yu ji xiao guo 。zeng shang suo shu ,ben lun wen chu bu lun zheng le zu fen fen bu ke diao 、nei bu wei jie gou ke kong de he -ke jie gou sheng wu huo xing duo kong tao ci zhi jia de san wei da yin gong yi ke hang xing he ke kao xing ,ta zhan le san wei da yin ji shu ben shen de gong neng xing ,ye shi xian le xin yi dai duo kong tao ci cai liao de gou zhu li hua 、li xue he sheng wu xue xing neng tong bu you hua ,wei lin chuang bu tong kuo ying zheng de gu zai sheng xiu fu cai liao kai ta le xin sai lu 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自浙江大学的金舟雯,发表于刊物浙江大学2019-04-15论文,是一篇关于核壳结构论文,多孔性微结构论文,组分分布论文,力学降解可裁剪论文,打印论文,浙江大学2019-04-15论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自浙江大学2019-04-15论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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