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生物活性可降解颈椎椎间融合器的研究与制作

作　者: 吴广森
导　师: 靳安民
学　校: 中国人民解放军第一军医大学
专　业: 骨科学
关键词: 生物活性材料 左旋聚乳酸 羟基磷灰石 颈椎椎间融合器
分类号: R318.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要


目的 通过开环聚合和化学共沉淀法制备相对高分子量的PLLA和HAp晶体粉末，测试它们的基本理化性能；以氯仿为溶剂，将超细微HAp粉末按比例分散在PLLA的氯仿溶液中，用溶液—超声分散法合成不同组分（50/50、35/65、15/85、0/100）的HAp/PLLA复合材料，热压模铸并车削加工成一定规格的颈椎椎间融合cage样件，对其基本生物学性能和体内外降解特征进行研究，选择并制备出性能良好的生物活性可降解颈椎椎间融合器。 方法 一．原材料的制备和表征 （一）相对高分子量PLLA的制备 1．国产L—乳酸在催化剂氧化锌的作用下脱水、缩聚成相对低分子量的聚L—乳酸，减压并高温裂解得LLA。 2．用乙酸乙酯重结晶的丙交酯单体在引发剂作用下真空聚合生成PLLA粗品。 3．将聚合物粗品用氯仿溶解、甲醇中沉淀过滤，真空干燥后底精品PLLA。 （二）超微HAp粉末的制备 1．在pH为9、反应温度60℃、反应时间7小时条件下，使0.3％的H3PO4溶液和Ca（OH）2悬浮液发生中和反应，负压抽滤并真空干燥得产物HAp。 2．生成物HAp在800℃下高温煅烧3h，研磨过175μm筛制得HAp超微粉。 （三）原材料的表征 1．粘度法测算PLLA分子的粘均分子量，并对其分子的旋光度、核磁光谱和金属元素成份进行分析。 2.X一射线衍射（XRD）分析法测定HAp的晶相特征，比重瓶法测算HAp的密度和比重。二·HAp/PLLA cage的制作及性能测定 （一）HAp/PLLA复合材料的共混复合 以氯仿为溶剂，将超细微队p粉末按比例分散在PLLA的氯仿溶液中，用溶液一超声分散法合成不同组分（50/50、35/65、一5/85、0/100）的HAp/PLLA复合材料。 （二）HAp/PLLA eage的模铸加工 1.在模铸温度为170℃、压力10MPa、恒压巧分钟条件下，将粉碎后的HAp/PLLA材料在干燥柱形模具中热压成圆柱形棒材。 2.将压成圆柱形棒材在普通车床上车削加工成螺柱状空心cage。 （三）HAp/PL以cage的性能测定 1.粘度法队p/PLLA复合材料热压前后粘均分子量测定。 2.HAp/PLLA cage初始力学强度分析，测定不同组分Cage样件的初始生物力学强度和弹性模量。 3.用扫描电子显微镜对HAp/PLLA Cage表面进行分析观察。 4.不同组分的HAp/PLLA cage体内外降解性能测定，样件的力学性能、失重率、和粘均分子量进行分析比较。 结果 一用国产L一乳酸缩聚产物LLA开环聚合后制得的PLLA粗品经甲醇溶解沉淀得精PLLA的分子量为318.363KDa。合成相对高分子质量PL以的最佳条件是单体LLA/引发剂异辛酸亚锡的摩尔比为8000/1，反应温度130oC，反应时间48h。 二.用化学液相一沉淀法制得的HAp材料具有较理想的结晶度，队p材料Ca/P（摩尔比）=1.67，密度为2.499/em。H3PO。和Ca（OH）2的最佳反应浓度分别为0.3%和0.smol/l，反应温度60℃，反应液pH值9，反应时间7小时。 三.用溶液一超声分散法合成密度均匀的队p/PLLA复合材料，热压模铸法制备颈椎椎间融合cage的最佳压制温度为170℃、压力IOMPa、压力保持时间巧分钟。 四.HAp/PLLAcage特征与成份比重有显著相关性:PLLA比重增大，材料的粘均分子量、初始力学强度和弹性模量均相应增高，而降解速度缓慢;HAp/PLLA cage降解速度与降解时间呈类反比曲线特征:前16周降解较快，24周后速度减缓; 五.组分为35/65的HAp/PLLA cage体内降解速度快于体外降解，在体内降解40周的整个过程中表现出足够的生物力学性能（。:a、>94.7MPa）。 结论 一利用国产左旋乳酸可以制得高光学活性的PLLA。 二.利用化学液相共沉淀法和高温烧结可以制得高结晶度的HAp。 三.利用溶液超声分散法可以合成密度均匀的HAp/PLLA复合材料。 四.HAp/PLLA复合材料的热压模铸、车床车削可以加工成形螺纹柱状、锥度为8“的空心颈椎椎间融合cage。 五.35/65组分的HAp/PLLA复合材料制备的颈椎椎间融合器（cage），具有优良的初始生物力学性能和体内外降解特征，结合临床要求，是其中的最优选择。

全文目录


缩略词对照表  4-5
中文摘要  5-8
英文摘要  8-11
前言  11-16
实验一 相对高分子量PLLA的合成与表征  16-21
实验二 晶相HAp粉末的制备与表征  21-24
实验三 高分子量PLLA与晶相HAp粉末的共混复合及HAp/PLLA cage的制作加工  24-32
实验四 不同组分HAp/PLLA cage的体外降解特征  32-37
实验五 35/65组分HAp/PLLA cage体内降解特征  37-39
参考文献  39-43
综述一 颈椎前路椎间融合植入材料和方法的研究进展  43-54
综述二 羟基磷灰石在硬组织替代材料中的复合与组装  54-61
致谢  61

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中图分类: > 医药、卫生 > 基础医学 > 医用一般科学 > 生物医学工程 > 一般性问题 > 生物材料学
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