硅酸盐基-Cu/Mg生物活性陶瓷的制备及生物活性、成骨性能研究

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目的：制备掺杂铜、镁元素的多元硅酸盐生物活性陶瓷，研究不同组成的硅酸盐生物活性陶瓷在析晶、生物降解性、生物活性以及对成骨细胞增殖和成骨性能等方面差异，为制备不同组成的硅酸盐生物活性陶瓷提供参考。　　方法：通过溶胶-凝胶法以硅酸钙（CS）为基质制备出掺入5%mol铜、镁的硅酸盐生物陶瓷（CS，CS–5Cu，CS-5Mg，CS-5Cu/5Mg），利用XPS测定硅酸盐陶瓷的元素组成、含量及元素的化合形态；XRD、FTIR检测样品的物相组成和成分；体外矿化实验，利用XRD、FTIR对样本进行表征，检测生物陶瓷表面析晶情况，比较铜、镁对生物陶瓷析晶能力的影响。最后通过制备陶瓷支架与成骨细胞共培养，通过比较各样本细胞增殖指数（PI）、碱性磷酸酶（ALP）分泌量、成骨细胞骨桥蛋白（OPN）和骨钙素（OCN）的基因表达以及成骨细胞粘着斑和细胞骨架形态，研究分析铜、镁离子与成骨细胞间的相互作用。　　结果：1.利用溶胶-凝胶法成功制备出纯度较高的掺杂铜、镁的多元硅酸盐生物活性陶瓷。　　2.XPS和XRD检测表明制备的硅酸盐生物活性陶瓷是以SiO2为主要成分的非晶态无机物。　　3.实验结果显示各样均以非晶态的弥散性SiO2漫衍射峰为主，不同硅酸盐生物陶瓷样本均能诱导形成以B2型碳酸磷灰石（HCA）晶相为主的晶体，不同组成硅酸盐生物陶瓷矿化结晶能力遵循CS-5Cu＞CS＞CS-5Cu/5Mg＞CS-5Mg的规律。　　4.通过制备生物陶瓷支架与成骨细胞共培养研究发现，铜、镁离子对成骨细胞增殖、碱性磷酸酶分泌、成骨细胞骨桥蛋白和骨钙素的基因表达均有促进作用，对成骨细胞粘着斑和细胞骨架都表现出积极正面的调节作用，不同组成硅酸盐生物陶瓷对成骨细胞特定细胞响应的能力遵循CS-5Cu/5Mg＞CS-5Cu≈CS-5Mg＞CS的规律。　　结论：1.溶胶-凝胶法可制备高纯度的多元硅酸盐生物活性陶瓷。　　2.不同组成可对硅酸盐生物活性陶瓷降解性和生物活性等性能进行调节。　　3.本实验证实铜元素能够加快硅酸盐生物活性陶瓷的降解速度，增强生物陶瓷的生物活性，而镁元素表现出与之相反的调节作用。　　4.铜和镁离子对成骨细胞的增殖、成骨相关基因表达以及对细胞黏附、铺展均表现出促进作用，且两种离子表现出协同效应。

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作者
曾富海;
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作者单位

西南医科大学;

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授予单位西南医科大学;
学科烧伤整形外科
授予学位硕士
导师姓名夏德林;
年度 2019
页码
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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类
关键词
硅酸盐生物陶瓷,制备工艺,生物活性,成骨性能;

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