熔融沉積制備PHA-β-TCP三維多孔人工骨支架及其生物安全性評價(jià).pdf

1、研究背景：
　　在臨床治療中骨缺損的修復(fù)一直是困擾著當(dāng)代骨外科醫(yī)師的一大難題。目前常用治療材料主要有自體骨與同種異體骨。自體骨優(yōu)點(diǎn)是基本不會(huì)有排斥反應(yīng)的發(fā)生，但其來源十分有限，而且對病人會(huì)造成二次損傷。同種異體骨雖然來源廣，但是有出現(xiàn)免疫排斥反應(yīng)的可能，不可以大量使用。
　　隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)(CAD)、熔融沉積3D打印技術(shù)以及生物材料學(xué)的發(fā)展，為解決上述難題提供了一個(gè)新的思路。本研究針對上述的臨床問題，結(jié)合CAD、熔融

2、沉積3D打印技術(shù)以及PHA、β-TCP這兩種生物活性材料，制備出具有三維多孔結(jié)構(gòu)的人工骨支架，并通過掃描電鏡測SEM、XRD、硬度測試以及生物安全性測試等一系列測試對支架的性能以及生物安全性進(jìn)行評價(jià)。
　　目的：
　　1.探索β-TCP含量對于PHA/β-TCP復(fù)合材料力學(xué)性能、結(jié)晶性能和流變性能的影響。
　　2.探索PHA/β-TCP三維多孔復(fù)合支架材料的工藝條件，制備出孔隙率和力學(xué)等性能均較為優(yōu)良的三維多孔骨支架。

3、
　　3.探索PHA/β-TCP骨支架的生物安全性能，為臨床試驗(yàn)提供一定的理論的依據(jù)。
　　方法：
　　1.通過熔融共混的方法制備出不同β-TCP含量的PHA/β-TCP復(fù)合材料，并利用XRD、SEM、DSC、流變儀等測試復(fù)合材料的結(jié)晶、力學(xué)和流變性能。
　　2.使用SolidWorks計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，構(gòu)建出一個(gè)三維多孔圓柱體人工骨支架，所設(shè)計(jì)的支架內(nèi)部具有規(guī)整劃一的內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)，同時(shí)內(nèi)部孔與孔之間互相連接，

4、使用熔融沉積3D打印技術(shù)制備出不同β-TCP含量的PHA/β-TCP人工骨支架，并使用SEM、硬度測試以及壓縮測試等對多孔支架的基本性能進(jìn)行測試。
　　3.通過細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)、全身毒性實(shí)驗(yàn)、全身亞急性毒性實(shí)驗(yàn)、植入安全性等實(shí)驗(yàn)測試PHA/β-TCP復(fù)合支架材料的生物安全性能。
　　結(jié)論：
　　1.PHA為典型的韌性材料，β-TCP的加入顯著提高了PHA/β-TCP復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率，且拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長率隨β

5、-TCP用量的增加先增加后減小;β-TCP在PHA基體中充當(dāng)了成核劑的作用，顯著的提高了復(fù)合材料的熔融溫度和相對結(jié)晶度，但隨著β-TCP用量的增加，復(fù)合材料的Tm和Xc均呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢;隨β-TCP用量的增加，復(fù)合材料的表觀黏度先減少后增加;隨著β-TCP用量的增加，材料的非牛頓指數(shù)先增加后減小。
　　2.在不同β-TCP含量(5％wt、10％wt、20％wt、30％wt)下使用熔融沉積技術(shù)制備PHA/β-TCP人工骨支架

6、。利用SEM、硬度測試、壓縮測試以及孔隙率測試等手段，表征了所制備人工骨支架的微觀結(jié)構(gòu)與性能變化規(guī)律，當(dāng)β-TCP含量為20％wt時(shí)，其所得PHA/β-TCP人工骨支架的硬度、壓縮強(qiáng)度均達(dá)到良好的水平，以及能夠達(dá)到較好的孔隙率。
　　3.對PHA/β-TCP復(fù)合材料的進(jìn)行生物安全性能測試，得出結(jié)果為PHA/β-TCP復(fù)合材料無細(xì)胞毒性;全身急性毒性和全身亞急性毒性結(jié)果顯示，在實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)小鼠均未出現(xiàn)行為異常和死亡的情況，且體重基本與