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基于碱/尿素溶解体系的壳聚糖基复合支架的3D打印及性能研究

姚经经

基于碱/尿素溶解体系的壳聚糖基复合支架的3D打印及性能研究

姚经经1
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作者信息

  • 1. 吉林大学
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摘要

研究方法: 1.利用碱/尿素溶解体系溶解CS,通过3D打印和冷冻干燥技术,制备不同MgO质量分数(0%、0.25%、0.5%、0.75%和1%)的MgO-HA/CS复合支架。 2.通过扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察复合支架的表面形貌及元素分布;通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)及X射线衍射(XRD)对复合支架的化学基团和物相进行分析;通过孔隙率、水接触角、吸水率、机械性能、降解性等对支架的理化性能进行表征;通过电感耦合等离子体光谱(ICP)检测镁离子的释放。 3.用细胞活死染色和CCK-8法评估支架的生物相容性;采用碱性磷酸酶(Alkalinephosphatase,ALP)染色的方法评估支架的成骨活性;采用平板菌落计数的方法检测支架的抗菌性能。 研究结果: 1.成功制备了不同MgO质量分数的MgO-HA/CS复合支架。 2.五组复合支架表面粗糙,内部孔隙互相连接,孔隙率约为64%-69%,孔径500-600μm,镁离子分布均匀;MgO、CS和HA的化学基团和晶体结构未发生明显改变;五组支架的水接触角均小于30°,吸水率155%-168%,复合支架具有良好的亲水性;压缩模量2.99-4.13MPa,压缩强度0.30-0.39Mpa,满足非承重骨的机械强度要求;支架的降解率随着MgO的加入逐渐增大,可以较长时间释放Mg2+,并且Mg2+的浓度保持在细胞耐受范围之内。 2.五组复合支架表面粗糙,内部孔隙互相连接,孔隙率约为64%-69%,孔径500-600μm,镁离子分布均匀;MgO、CS和HA的化学基团和晶体结构未发生明显改变;五组支架的水接触角均小于30°,吸水率155%-168%,复合支架具有良好的亲水性;压缩模量2.99-4.13MPa,压缩强度0.30-0.39Mpa,满足非承重骨的机械强度要求;支架的降解率随着MgO的加入逐渐增大,可以较长时间释放Mg2+,并且Mg2+的浓度保持在细胞耐受范围之内。 3.复合支架均具有良好的生物相容性,且0.5MgO-HA/CS组支架促细胞增殖作用和成骨活性最为明显;复合支架的抗菌效果随着MgO含量的增加而增强。 研究结论: 本文通过碱/尿素溶解体系、3D打印技术和冷冻干燥技术成功制备了不同MgO质量分数的MgO-HA/CS复合支架,综合评价五组支架的理化性质、生物相容性、成骨活性和抗菌性,发现0.5MgO-HA/CS组支架具有最优异的综合性能,是具有潜力的骨支架材料。

关键词

壳聚糖基复合支架/3D打印/溶解体系/生物相容性/成骨活性/抗菌性

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授予学位

硕士

学科专业

口腔医学

导师

刘志辉

学位年度

2023

学位授予单位

吉林大学

语种

中文

中图分类号

R3
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