羟基磷灰石与磷酸钙材料的制备及对α-磷酸三钙生物学效应的研究

【摘要】骨是具有生命的坚硬组织器官，是人体中最重要的组成部分。随着科学技术和日趋严重的人口老龄化的发展，各种创伤急剧增多，人们对骨组织替代材料的需求不断加大。磷酸钙类材料与人体骨骼中的无机成分无论在化学组成还是生物性能方面，均十分类似，因此在骨组织工程及临床医学之中应用广泛，是各国科研学者研究的热点。具有孔道结构的纳米级生物陶瓷，因尺寸与人体骨相近且具备药物载体的功能，在骨修复领域应用效果最佳。本论文以碳酸钙与磷酸氢钙为原料，引入甲酸以使其充分反应，利用氢氧化钠调节溶液至强碱性，通过水热法合成出多孔纳米羟基磷灰石（HA），并讨论反应温度、反应时间、氢氧化钠浓度等条件对产物晶型、结构、形貌以及性能的影响。通过X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、氮气吸附-脱附等测试手段对样品进行表征。最终得到合成样品的优选条件为水热合成温度200℃、反应时间12h，氢氧化钠使用浓度3M。此方法操作简便，合成的纳米羟基磷灰石尺寸均匀可控、形态规则、产物团聚少、纯度与结晶度高。α-磷酸三钙（α-TCP）相比于HA与β-TCP具备更加优越的生物性能，其生物相容性与生物降解性均好于前两者，且具备骨传导性与骨诱导性，植入人体后反应温和不生成热量，降解迅速易于吸收，且不会造成局部酸碱性失调，在骨组织工程领域是最具应用前景的材料。本论文以硝酸钙与磷酸氢二铵、碳酸氢铵为原料，通过共沉淀法合成出α-TCP，并讨论煅烧温度、反应溶液pH等条件对生成产物的影响。通过XRD、SEM、TEM等测试方法评价了其理化性能。最终得到合成样品的优选条件为反应溶液pH=7.5、煅烧温度1280℃、煅烧时间2h。材料在生物性能以及临床应用方面的表现，是评价材料本身好坏及其应用价值大小的根本。本论文将上述方法制得的α-TCP与大鼠BMSCs进行体外共培养，通过MTT检测评价α-TCP生物安全性，通过Real-TimePCR检测，对成骨细胞相关因子ALP、Col-I、SP7、RUNX2等的mRNA表达量进行统计，讨论α-TCP对BMSCs成骨分化作用的影响。结果表明，α-TCP浓度在10-50μg/ml之间时材料生物安全性良好，不会抑制大鼠BMSCs的增殖。α-TCP可以提升成骨细胞相关因子ALP、Col-I、SP7、Runx2等的mRNA表达水平，以此促进大鼠BMSCs的成骨分化功能。这为α-TCP材料在骨组织工程中的应用提供了一定的理论依据。
【作者】朱江；
【导师】张宗弢；
【作者基本信息】吉林大学，高分子化学与物理，2014，硕士
【关键词】羟基磷灰石；磷酸三钙；生物学效应；骨组织工程；

【参考文献】
[1]王金才.证券选择的多元化问题研究[D].西北工业大学,应用数学,2004,硕士.
[2]吴洋.英语强制性倒装句的突显观研究[D].湖南师范大学,英语语言文学,2014,硕士.
[3]解永春,吴宏鑫.全系数自适应控制方法的鲁棒性[J].自动化学报,1997,02:11-17.
[4]王隆.基于数字近景摄影测量的隧道变形监测研究[D].重庆交通大学,桥梁与隧道工程,2012,硕士.
[5]时吉杲.我国刑事附带民事诉讼制度立法模式研究[D].新疆大学,法律,2013,硕士.
[6]刘蕾.坛紫菜（Porphyra haitanensis）中抑菌活性多肽的分离、初步纯化及其作用机理研究[D].青岛大学,微生物学,2011,硕士.
[7]韩宁.100吨汽车起重机底盘混合悬架系统设计与分析[D].大连理工大学,机械工程（专业学位）,2012,硕士.
[8]程亚峰.我国渔船“双控”制度研究[D].浙江海洋学院,农业推广（专业学位）,2013,硕士.
[9]阚加荣,谢少军,姚志垒,薛迎成,吴冬春,李小凡.LCL滤波并网逆变器的进网电流相位矫正技术[J].电力系统自动化,2012,14:166-171.
[10]陈佰儒.大型商业银行流动性风险的度量及其影响因素研究[D].浙江工商大学,金融学,2014,硕士.
[11]王艳.基于FPGA的红外目标检测技术研究[D].西安电子科技大学,机械电子工程,2004,硕士.
[12]马海波.EVA指标在晨讯公司业绩评价中的应用研究[D].大连海事大学,工商管理,2012,硕士.
[13]钟婷.TGF-β1基因多态性与多囊卵巢综合征相关性分析[D].广州医科大学,妇产科学,2014,硕士.
[14]胡兴川.秸秆还田下氮肥运筹和播种量对冬小麦产量与氮肥利用的影响[D].南京农业大学,作物栽培学与耕作学,2012,硕士.
[15]孙芊.考虑多时段需求响应的输电阻塞管理[D].湖南大学,电气工程,2011,硕士.
[16]张泽忠.黄土斜坡地震稳定性分析及区划[D].中国地震局兰州地震研究所,构造地质学,2013,硕士.
[17]刘箫萌.历史文化名村保护规划研究[D].南昌大学,建筑设计及其理论,2012,硕士.
[18]乌兰.内蒙古高等教育科学发展的哲学思考[D].内蒙古师范大学,马克思主义哲学,2011,硕士.
[19]黄兆伟.miRNA-HNF1α调控轴在肝细胞炎症反应中的作用[D].第二军医大学,内科学（专业学位）,2013,硕士.
[20]刘一婷.我国环境犯罪中的因果关系研究[D].西安建筑科技大学,环境与资源保护法学,2013,硕士.
[21]王奉娟.应用联合分析法探讨大学生对残疾人态度的影响因素[D].沈阳师范大学,发展与教育心理学,2013,硕士.
[22]王乐.副猪嗜血杆菌的分离鉴定及生物学特性研究[D].河南科技大学,基础兽医学,2014,硕士.
[23]李涛.CH保险公估集团发展战略研究[D].湘潭大学,工商管理,2011,硕士.
[24]记者何屹.美开发出室温下制备石墨烯新技术[N].科技日报,2015-03-30002.
[25]徐友林.八门湾红树林土壤可培养真菌的多样性和分布[D].海南大学,微生物学,2012,硕士.
[26]姜爱林.制约中国数字城市发展的“瓶颈”及解决途径探析[J].求索.2003(02)
[27]戴树贵,孙强,潘荫荣.带限制条件的多权最短路径近似算法[J].计算机工程,2003,07:88-91.
[28]张育维.水彩艺术对高校动画教学与创作的影响及意义[D].湖南师范大学,美术学,2013,硕士.
[29]秦贵军.基于Catapult C的汽车轮胎力估计的FPGA实现[D].吉林大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[30]贾佑雨.特异递呈PR1抗原肽人工抗原递呈细胞的初步实验研究[D].扬州大学,免疫学,2012,硕士.
[31]李佳.基于钕掺杂PLZT电光陶瓷复合腔多功能激光器特性的研究[D].哈尔滨工业大学,光学,2013,硕士.
[32]罗珊珊.川东北宣汉地区飞仙关组滩相储层分布规律研究[D].成都理工大学,矿产普查与勘探,2013,硕士.
[33]江曙霞,马理.民间信用的演化模拟、失序控制与渐进式变革[J].财经理论与实践,2004,04:26-31.
[34]谢岳山.数据挖掘技术在联网审计中的应用研究[D].中南大学,计算机应用技术,2013,博士.
[35]王羲程.基于TM影像的青藏高原湿地提取方法研究[D].青海师范大学,地图学与地理信息系统,2012,硕士.
[36]马玉富.张养浩《三事忠告》研究[D].山东师范大学,历史文献学,2013,硕士.
[37]葛志辉.基于代理的分布式入侵检测系统的设计与实现[D].广西大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[38]冯晋,李春平.基于统计学和语义信息的中文文本主题识别技术[J].清华大学学报(自然科学版),2005,S1:1791-1794.
[39]汤爱中.水源地水质评价及预测方法研究[D].浙江大学,检测技术与自动化装置,2013,硕士.
[40]马娜.新生代农民工融入企业问题研究[D].湖南师范大学,社会学,2013,硕士.
[41]任冕.兖矿物流工时管理系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[42]姜蕾.呼和浩特市现行中职语文教材与初中语文教材衔接对策研究[D].内蒙古师范大学,学科教学（专业学位）,2013,硕士.
[43]邱炎.双向寻呼和个人移动信息系统的近期发展[J].世界电信.1996(06)
[44]刘畅.马克思主义幸福观的时代内涵及其启示[D].渤海大学,马克思主义基本原理,2014,硕士.
[45]黎聪.城乡基本公共服务非均等的根源分析与制度对策[D].兰州商学院,财政学,2014,硕士.
[46]陈希廉,袁怀雨.将“数据挖掘”技术作为解决矿山资源危机的手段之一[A].中国地质学会.缓解矿山资源危机——中国资源危机矿山对策研讨会论文集[C].中国地质学会:,2003:7.
[47]王成业.空间信息在图象分类中的应用[J].自动化学报,1986,04:426-429.
[48]汤新星.氨基酸靶标分析用于急性辐射损伤早期伤情分类的初步研究[D].苏州大学,放射医学,2012,硕士.
[49]胡占江.化学气相沉积法制备CrO_2薄膜的铁磁共振研究[D].兰州大学,凝聚态物理,2013,硕士.
[50]朱美娇.低对比度显微图像的颜色增强方法研究[D].浙江理工大学,信号与信息处理,2014,硕士.