导　　师： 宁成云

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 创伤,感染以及骨质疏松引起的极量骨缺损的临床治疗仍然是一个重大的挑战,行之有效的方法是将合成的多孔支架植入缺损以引导和刺激新骨组织的形成。目前骨修复支架的研究方向主要集中在模拟骨的结构和成分,比如磷酸钙类骨修复材料,而很少从骨本身具有的电学性能角度出发。天然骨本身具有压电性能,且来源于胶原纤维的压电响应。因此,模拟天然骨的压电性能,对于开发新型骨修复材料具有重要意义。本文以无铅压电陶瓷铌酸钾钠为研究对象,通过三维打印技术制备了铌酸钾钠压电支架,重点研究了铌酸钾钠压电支架与细胞及动物组织间的相互作用,主要开展了如下工作:(1)采用传统固相合成法制备铌酸钾钠陶瓷(KNN),经过配料-球磨-煅烧-造粒-压制成型-高温烧结制备铌酸钾钠陶瓷片,经高温极化得到了具有压电常数为93 pC/N的KNN陶瓷片。开尔文探针显微镜(SKPM)证明了极化对陶瓷上下面的表面电势的影响。牛血清蛋白(BSA)吸附实验结果显示正极面和负极面比未极化面更好的蛋白吸附能力。通过成骨细胞进行细胞死活染色以及细胞增殖实验证明了KNN陶瓷的生物相容性,并且根据离子聚集机理解释了KNN陶瓷表面电势对细胞增殖的影响。本研究对于理解压电陶瓷极化后表面电荷对细胞的作用具有指导意义。(2)将合成的铌酸钾钠陶瓷粉,通过添加分散剂,粘结剂等高分子得到了稳定且具有剪切变稀性能的打印浆料。通过三维打印技术制备了不同形状,不同孔径和孔隙率的铌酸钾钠支架,并探讨了不同烧结温度对其微观结构和物相的影响。探讨了极化电压和极化时间对铌酸钾钠支架压电性能的影响,确定了极化时间为15 min,极化电压为2.5 kV的极化条件,最高得到压电常数约为60 pC/N的压电支架。本研究可以制备出形貌和结构可控的铌酸钾钠压电支架,对于�

关 键 词： 铌酸钾钠 支架 压电性 骨再生 三维打印

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