羟基磷灰石%2f明胶复合材料的制备与研究

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1、羟基磷灰石／明胶复合材料的制备与研究摘要对硬组织修复材料的探索一直是生物医用材料领域的研究热点之一。硬组织修复材料具有功能上的特殊性，应用于负载及复杂受力环境中，因此对力学性能有较高要求。传统的羟基磷灰石(HA)陶瓷具有优良的生物相容性、生物活性及骨传导性，但存在韧性差及模量过高的问题，限制了临床应用范围。为了满足硬组织修复材料的要求，保持HA生物活性及改善材料力学性能，人们对多种羟基磷灰石／高聚物生物复合材料展开了研究。但是在临床应用过程中，发现这些材料出现HA比例不高，材料韧性及模量不足，长期稳定性较差的问题，这将导致材料植入后与硬组织结

2、合较弱、结构强度下降过快，甚至直接造成植入体的失效。因此，发展兼具生物活性、优良力学性能及长期稳定的硬组织修复复合材料将有利于对损伤骨组织的修复。本研究在湿法共沉积合成HA的基础上加入明胶(gelatin)，解决两相分布均匀问题，研究并优化了制备HA／gelatin复合材料以及gelatin交联的工艺参数，试验表明反应过程中pH值应控制在gelatin的等电点左右，本试验选择pH为10，所制备的复合材料既有利于HA的生成，又有利于gelatin在反应过程中的沉积。在湿法共沉积制备HA／gelatin复合材料的基础上，采用质量分数为3％戊二醛(

3、GA)对gelatin进行交联，重点研究了GA的加入量对材料力学性能和生物性能的影响。制备的复合材料两相分布均匀，结晶状态与自然骨相似，其拉伸强度和抗压强度分别达到43．6MP和46．7MP，在Tris缓冲液中浸泡降解30天后的质量损失率为8．1％。为了研究超声反应对制备HA／gelatin复合材料的影响，制各性能优异的生物材料。在湿法共沉淀制备HA／gelatin复合材料的基础上，采用超声处理，并采用GA对gelatin进行交联，重点研究了超声时间对复合材料结构和性能的影响，结果表明超声处理3小时制备的复合材料的两相分布均匀，平均尺寸大约为

4、30nmxlOOnm，平均长径比在2～3之间，晶粒形态与天然骨相似，其拉伸强度和抗压强度分别达到52．4MP和58．8MP。研究表明超声处理3小时可以较好改善HA的结晶状态，提高复合材料的力学性能。关键字：羟基磷灰石；超声处理；戊二醛；明胶一Il—PREPARATIoNANDCHARACTERISTICoFHYDRoXYAPATITE／GELATLNCoMPoSITEABSTRACTTheresearchonhardtissuereplacementISoneofthemostattractiveaspectsofbiomedicaIengi

5、neering．Mechanicalpropertyofthereplacementmaterialsareemphasizedsincethesematerialsareusuallyusedinload-bearingsituation．Hydroxyapatite(HA)ceramicisakindofbioactivematerialwithexcellentbiocompatibilityandosteoconductivity,butthebrittlenessandhighmodulusofHAlimititsclinicapp

6、lication．Tomeettheneedofhardtissuerepair，manyresearcheshavebeencarriedoutthroughcombiningbioactivityofHAandtoughnessofpolymers．However，inclinicalapplicationthesecompositeshavealowstrength，modulusandpoorlong-termeffectivenessduetolowHAcontent，poorinterfacialbondingorrelative

7、lyfastdissolutionorresorptionratesofpolymers．Therefore，thedevelopmentofabiocompositewithhighbioactivity,goodmechanicalpropertyandlong—termeffectivenesswilleffectivelyimprovetheperformanceofimplants．Hydroxyapatite／Gelatinwassynthesizedbyaddinggelatinsolutionintothereactiveso

8、lutionwhenHAwasformed．ThehomogenouscompositewasobtainedduetotwophaseswereCO—precip