磷酸钙骨水泥%2f壳聚糖-明胶复合支架的制备与表征

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1、摘要骨组织工程新技术的发展迫切需要兼具良好力学性能和生物学性能的大孔支架材料。基于复合材料的观点，本论文提出了一种磷酸钙骨水泥(CPC)／壳聚糖．明胶(CS．Gel)复合材料的大孔支架低温制备技术，为临床治疗骨缺损提供新型高效的备选材料。以a．磷酸三钙(n．TCP)体系CPC粉体为原料、过氧化氢为发泡剂，低温制备了CPC大孔支架材料。X．射线衍射谱图(xRD)和扫描电镜(SEM)分析证实，水化产物为结晶不完善的缺钙羟基磷灰石(CDHA)。支架内部孔的平均直径在400um左右，且具有相互连通性，孔隙率在

2、70％上下。力学测试结果显示，支架的压缩强度和杨氏模量较低。采用减压法将不同浓度CS．Gel溶液灌入CPC多孔支架中，通过冷冻干燥相分离技术制备出CPC／CS—Gel复合多孔支架，构建具备多级孔结构的三维支架，同时实现对脆性CPC多孔材料的增强。通过SEM观察，CS—Gel在复合支架内部大孔内形成微孔结构，平均直径200urn以上。支架的总孔隙率有所下降，但是力学性能得到了很大程度的提高，湿态压缩强度和弯曲强度可分别达到1．95MPaj}口5．17MPa。利用细胞培养技术检测材料的生物相容性是一种快速

3、、简便、重复性好、价廉的方法，在材料生物相容性评价中起着越来越重要的作用。本论文采用了两种细胞：L929成纤维细胞和MC3T3．E1成骨细胞对所制备的CPC／CS—Gel复合多孔支架材料进行了细胞相容性的一系列评价，结果证实该复合支架无细胞毒性，具备良好的成骨细胞贴附、生长和增殖性能，这为其作为骨组织工程支架材料应用于临床提供了有利的实验依据。关键词：磷酸钙骨水泥，CPC／CS．Gel，iL隙率，力学性能，生物相容性ABSTRACTThedevelopmentofnewtechnologiesofbo

4、netissueengineeringrequiresurgentlyscaffoldmaterialswithhighmechanicalstrengthandgoodbiocompatibility．Inthisstudy，anewmethodtoproducecalciumphosphatecement／chitosan—gelmin(CPC／CS-Gel)compositescaffoldwithmacroporeswaspresented，andtheresultedproductswere

5、amongthemostpromisingmaterialsforhardtissuereplacement．Themacroporousscaffoldsofo【一tricalciumphosphate(a—TCP)CPCweremadeinlowtemperaturewithhydrogenperoxideasafoamingagent．XRDandSEManalysisrevealedthattheend—productofCPCwascalciumdeficienthydroxyapatite

6、(CDHA)withlowcrystallinity．Theaverageporesofthescaffoldswereabout4009mwithgoodinterconnectivity,andthewholeporositywasaround70％．ThemechanicaltestrevealedthelowvaluesofthecompressivestrengthandYoung’Smodulusofthescaffolds．ThemacroporousCPCscaffoldsasobta

7、inedwereimmersedindifferentconcentrationofCS·-GelsolutionundervacuuiTIandtheCPC／CS--Gelcompositemacroporousscaffoldswereformedbyfreeze-·dryingprocesswithsolid-·liquidphaseseparation．SEMphotosshowedthatmicroporeswereformedinthemacroporesoftheCPCscaffolds

8、inaveragediameter200“m．Porositymeasurementrevealedareductionofthewholeporosity,however,themechanicalstrengthwassignificantlyimprovedwherethecompressivestrengthandflexuralstrengthreachedat1．95MPaand517Mpa，respectively．Evaluationof