1、骨缺損為臨床上常見病癥,而目前治療骨組織缺損和失效的方法局限于自體或異體骨移植,或者用以非降解材料如鈦合金植入缺損部位,完成創(chuàng)傷的修復。隨著生物材料和組織工程學的發(fā)展,可降解骨組織支架替代原始的自體骨或異體骨移植成為了骨缺損修復最具前景的研究和應用領域。
　　骨組織工程支架需具備三維復雜孔隙結構和良好的力學和生物學性能,傳統(tǒng)的加工方法諸如發(fā)泡粒子瀝慮法等無法制備出結構可控的三維孔隙結構。三維打印(3dimensionalprint

2、ing,3DP)快速成形技術(rapidprototyping,RP)的發(fā)展和應用為解決上述問題提供了可能。自1993年Sachs等人首次提出三維打印快速成形技術以來,3DP技術取得了突飛猛進的發(fā)展,3DP儼然已成為當今全球最熱門的科技名詞,被《經濟學人》雜志認為將推動實現第三次工業(yè)革命。本文基于電機助推(MAM)精密擠出沉積成型技術制備了具備復雜孔隙結構的羥基磷灰石骨組織工程支架,完成了力學和生物學性能評價,并就擠出成型原理和工藝優(yōu)化

3、進行了深刻地研究和探討。
　　本文根據擠出成型技術對漿料性能的要求,系統(tǒng)研究了納米羥基磷灰石顆粒在水基分散基質中的分散機理,并歸納了其影響因素。根據粘度和沉降實驗,得出了當體系分散劑聚丙烯酸銨含量為質量分數1.5％,pH為9-10,溫度為25-30°C,分散基質中甘油質量分數10%,表面活性劑PEG含量4%時,漿料的均勻性和分散性達到了最佳。
　　對漿料在擠出過程中的流動過程進行了流體力學分析,得出了噴嘴直徑和擠壓速度等參數

4、對漿料擠出過程中的擠出速度和擠出脹大效應有一定的影響。采用POLYFLOW有限元軟件建立非牛頓流體賓漢模型對漿料擠出過程進行模擬,然后采用實驗驗證得出最佳的工藝參數。經分析與討論,適用于擠出成型的最佳工藝參數為:噴嘴直徑φ=0.34mm,掃描速度Vxy=7mm/s,活塞擠壓速度Vt=0.005mm/s。
　　優(yōu)化了后處理燒結工藝過程,依據燒結原理,對燒結方式、燒結溫度和燒結時間等影響支架微觀組織和性能的因素進行了系統(tǒng)性研究。并得到

5、了最佳工藝流程:微波燒結1200°C,保溫30min。燒結后的支架具備良好的力學性能,抗壓強度為45.57MPa。最后對所制備支架進行了生物學性能檢測,通過體外的小鼠細胞MC3T3-E1與支架的聯合培養(yǎng),采用SEM觀測細胞在支架上有著很好的粘附。CCK-8實驗也證明了其良好的增殖性能。將支架移植入新西蘭大白兔大腿骨節(jié)處,對支架的成骨性能進行初步的探索。Micro-CT和鈣黃綠素熒光檢測實驗結果顯示,兩周后骨缺損處支架表面有一定的新骨形成