导　　师： 方立明

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 随着骨缺损病例的增长,临床对骨缺损修复材料和器械的需求不断提高。骨缺损修复组织工程支架是近年来的研究热点。相比传统的支架成型方法,三维打印具有快速高效、可定制和精确调控支架孔隙结构等优势。海藻酸钠和明胶是三维打印组织工程支架常见的两种可降解天然高分子材料。其中,海藻酸钠与钙离子可快速鳌合固化成型,甲基丙烯酸酐改性明胶既保持了明胶良好生物相容性,低温物理成胶特性且具有紫外光交联的特性。通过优化浆料成分和打印参数调控两种材料的固化交联成型使其具有良好的三维打印性。因此,本研究采用海藻酸钠和改性明胶作为三维打印组织工程支架材料,从成分和孔径两方面进行海藻酸钠/改性明胶基复合支架骨修复性能研究,主要研究工作和结论如下:(1)三维打印浆料配方优化和打印性研究。首先,研究海藻酸钠和钙离子的比例对复合水凝胶支架打印性能的影响;然后通过平板流变仪测试打印浆料的流变性能,分析打印性能与流变性能的关系,从而指导打印材料体系的配制及打印浆料的优化。结果发现,钙离子浓度是影响打印材料体系的流变性能和打印性能的关键因素,随着海藻酸钠浓度的升高(3w/v%-5w/v%),适合打印的钙离子浓度范围从0.02M增加到0.05M。综合考虑到支架的打印性能和力学性能,得到优化的打印材料体系配比为10w/v%GelMA、5w/v%SA和0.02M CaCl。(2)羟基磷灰石对海藻酸钠/改性明胶力学和细胞生物学性能的影响研究。为提高水凝胶支架的力学和骨修复性能,复合了纳米羟基磷灰石打印支架。结果发现,随着纳米羟基磷灰石含量升高到20w/v%,水凝胶复合支架的弹性模量和压缩强度分别达到174kPa和7.3MPa,比纯海藻酸钠/改性明胶支架分别提高约10倍和4.6倍。复合纳米羟基磷灰石后,骨髓间充质干细胞在水凝胶支架表面的�

关 键 词： 组织工程 三维打印 水凝胶支架 梯度结构 矿化 骨修复

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