溶胶—凝胶法制备壳聚糖纳米纤维基BTE支架及其性能研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yxx1314521
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
严重的创伤、骨感染或者先天的骨性疾病等因素造成的大段骨缺损在临床上十分常见。然而传统的骨修复策略存在感染风险大或需要二次手术等问题,且目前大部分壳聚糖基骨组织工程支架存在力学性能差,或通过对壳聚糖进行化学改性以提升其力学性能的方法又会带来材料细胞毒性大、生物相容性差等风险。为了解决这些问题,本论文以打浆-均质法制备的壳聚糖纳米纤维(Chitosan nanofibers,CSNF)为基材,结合溶胶-凝胶法,引入纳米羟基磷灰石(Nano-hydroxyapatite,n HAP)和聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA),制备得到了一系列兼具高力学性能和良好细胞相容性的有机-无机复合支架。首先通过设计单因素实验,考察了均质机喷嘴口径、壳聚糖纳米纤维浓度和原硅酸四乙酯(Tetraethyl orthosilicate,TEOS)浓度对制备壳聚糖纳米纤维/纳米二氧化硅支架(CSNF-NSi O2)的结构和力学性能的影响,得出最适制备条件为:均质机喷嘴口径为Z10(250μm),壳聚糖纳米纤维浓度为2.5%(w/w),原硅酸四乙酯浓度为3.0%(w/w)。相比于纯壳聚糖纳米纤维支架和壳聚糖粉末/纳米二氧化硅支架,CSNF-NSi O2展现出更均匀的孔径分布(50-150μm)和更粗糙的表面纳米纤维形貌,干态模量达到1.43±0.06MPa,湿态模量达到65.32±2.65 KPa,吸水回弹率达到90%,且在体外细胞实验中也展示出良好的细胞相容性。然后以壳聚糖纳米纤维为原料,结合溶胶-凝胶法,物理共混n HAP,制备得到了壳聚糖纳米纤维/纳米二氧化硅/纳米羟基磷灰石支架(CSNF/NSi O2/n HAP),并探究n HAP浓度对支架各项性能的影响。当n HAP浓度为0.5%(w/w)时,支架的干态杨氏模量最高,可达2.72±0.14 MPa,是未添加n HAP支架的两倍。在体外细胞实验中,n HAP赋予了支架更高的细胞相容性。最后利用PVA和TEOS在浓盐酸催化下发生化学交联反应,加入壳聚糖纳米纤维,两步法制备得到壳聚糖纳米纤维/纳米二氧化硅/聚乙烯醇高强度复合支架(CSNF/NSi O2/PVA),并探究PVA浓度对支架各项性能的影响。当PVA浓度为1.5%(w/w)时,支架干态杨氏模量达到8.53±0.43 MPa,湿态杨氏模量达到237.78±8.86 KPa,是CSNF-NSi O2的6倍,并且吸水回弹率可到达90%。此外,细胞实验的结果证实,该复合支架展现出了良好的细胞相容性,未来有望应用于骨组织工程支架领域。
其他文献
植物纤维是一种理想的分离膜基材,以植物纤维为基底构建的亲水型油水分离膜具有低成本、高效率、适用性好以及无二次污染等优点。本研究以植物纤维纸张作为油水分离膜基底,通过纸浆精制调控膜的孔隙结构以及保水特性,从制备工艺、材料性能以及分离原理三个方面研究了柠檬酸浸渍-热交联或碱脲体系微溶解的方式对膜性能的影响。论文主要从以下四方面展开:(1)研究造纸法制备油水分离膜基材的工艺,并探究了植物纤维纸张油水分离
学位
天然可降解的阳离子纳米纤维素(CCNF)对染料具有优异的吸附性能,在提高纤维素纤维染色效果和成纸力学性能等方面拥有巨大的潜力。本研究旨在利用CCNF及基于CCNF的二元复合助染剂,用于纤维素纤维染色以实现纸张近中性无盐染色,并制备出一种高性能纸纱,对实现造纸清洁生产具有一定意义。1.以2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(EPTMAC)为醚化剂制备了不同取代度的CCNF,并将其作为助染剂用于纤维素纤维无盐
学位
巴基斯坦和伊朗有着长期的语言、历史和文化联系。这些联系如今可以在巴基斯坦看到,巴基斯坦的许多现代建筑上可以看到古老的波斯诗歌。两国的友好关系可以追溯到1947年南亚次大陆的分裂。此外,伊朗是第一个承认巴基斯坦为主权国家的国家,两国很快建立了密切的联系,并于1950年签署了正式的友好条约。巴基斯坦-伊朗关系的独特之处在于,既不能被归类为战略合作,也不能被归类为战略对抗。相反地,两国关系在友好和竞争之
学位
过去,由于两国领导者的错误性认知和判断,导致埃塞俄比亚和厄立特里亚之间的关系糟糕到极点,并导致了1998年至2000年间两国之间走向战争,转机是4年前即2018年,两国签署了和平协议。本研究的目的是探讨埃塞俄比亚和厄立特里亚和解的不同看法,试图探讨根本性和解的可能性、前景、挑战以及该和解进程对非洲之角地区和平与稳定的影响。本文在研究上综合使用了现实主义方法和建构主义方法,主要采取的定性研究方式,在
学位
新冠肺炎疫情的爆发,给生产生活造成巨大影响。新冠疫情作为一种突发性的公共卫生事件,具有较强的传染性和隐匿性特征,一旦爆发,应急管理决策者亟需在第一时间内做出决策,来确保应急救援行动的顺利实施。其中,医疗物资的分配是极其重要的,医院能否得到足够、及时的抗疫物资,直接影响救治工作的开展,进而影响对疫情的治理和控制。本文以广州市医疗物资配送路径优化为研究对象,通过分析广州市各区医疗要素分配均衡性和物资配
学位
超疏水材料在生活和生产的诸多领域中得到了广泛的应用,如:自清洁、油水分离、海水淡化、减阻、防覆冰、防腐蚀等。通常通过构建微纳米多尺度的粗糙结构以及结合低表面能的修饰作用来制备超疏水材料。但目前国内外常常采用氟碳化合物进行低表面能修饰,这种物质不仅价格昂贵,同时具有生物毒性和生物累积性,不易降解,能够长距离扩散,长久地存在于自然界中。因此常常选用有机硅、石蜡等作为低表面能修饰物质。但是由于有机硅树脂
学位
动作识别可利用视频数据提取动作语义。本文研究了如何在已有的一般动作识别方法的基础上,建立一种适用于生产装配动作识别应用的智能装配动作序列识别方法。其识别结果可用于提升管理效率,提高产品质量。应用Open-mmlab项目下的mmaction2动作识别工具箱,可以处理视频数据,将视频数据按事先定义的时间窗和步长依次截取视频片段输入预训练视频分类模型,得到一个由动作类别信息构成的时间序列,该序列即可作为
学位
随着消费升级,消费者对生鲜产品的购买渠道和购买体验提出了新的要求,物流是生鲜电商服务的重要环节,对改善用户体验,提高生鲜电商企业市场竞争力十分重要。本文以J生鲜所在的电商平台中用户在线评论为研究对象,通过对J生鲜产品的亲身体验及物流服务评价方法等资料的收集,可以发现J生鲜目前对其物流服务评价较粗略,包括物流服务感知质量评价不准确、物流服务评论情感分析不够深入等问题。通过阅读国内外相关文献和学习文本
学位
纸张作为传承人类千年文明的重要文化载体,其修复保护研究工作的开展势在必行,我国作为历史悠久的文明古国、造纸术的发源地,存藏有大量珍贵的纸质文献,以及大量的档案文件都急需加固保护处理,因此探究一种加固效果优异、不会对纸样形貌造成损害、可实现“修旧如旧”的材料势在必行。本文以天然高分子瓜尔胶为研究对象,对其进行季铵化改性,并将其应用于纸质文献加固,探究一种适用于纸质文献加固的季铵型瓜尔胶加固体系。以取
学位
由于企业的成本预算和资源有限,企业必须有效地挖掘其产品的顾客需求,确定顾客需求的优先级,并适当分配资源,提高客户满意度,才能在激烈的市场竞争中胜出。传统上,企业通过调查问卷或者访谈等方式获取用户的需求数据,但这种方式费时费力且不完整、不客观、时效性低。随着信息技术和互联网的发展,互联网上产生了用户关于产品的海量评论数据,为企业了解用户需求提供大量有价值的信息。从在线评论中挖掘顾客需求,并将其应用到
学位