聚乳酸可降解椎間融合器實驗研究的開題報告

碳納米管/羥基磷灰石/聚乳酸可降解椎間融合器實驗研究的開題報告一、研究背景和意義椎間盤退行性病變、脊柱關(guān)節(jié)病變、脊柱側(cè)凸等疾病常導(dǎo)致脊柱不穩(wěn)定，而椎間融合術(shù)是目前治療這類疾病最常用的方法之一。傳統(tǒng)的椎間融合手術(shù)需要使用金屬融合器固定椎體，但金屬材料對人體健康有一定的風(fēng)險，如磨損、感染等。因此，研發(fā)一種可以替代金屬材料、且能夠促進骨生長、具備生物完全降解性的椎間融合器具有重要的醫(yī)學(xué)意義。碳納米管（CNT）和羥基磷灰石（HAP）是近年來研究較多的、具有生物活性的材料。研究表明，CNT具有優(yōu)異的力學(xué)性能和生物相容性，且能夠促進細胞黏附和增殖；而HAP是一種與骨鈣磷相似的礦物質(zhì)，可被人體吸收并與新骨形成結(jié)合，能夠增強骨組織的形成。因此，將CNT和HAP材料結(jié)合起來應(yīng)用于椎間融合器的研究，具有很大的應(yīng)用前景。聚乳酸（PLA）是一種可生物降解的聚合物，具有良好的生物相容性和可降解性。將PLA加入CNT和HAP材料中，可以增加復(fù)合材料的可塑性和成型性，從而在制備和應(yīng)用中更易處理。此外，PLA材料的加入還可促進細胞黏附和生長。因此，以PLA作為基質(zhì)加入CNT和HAP材料制備椎間融合器的研究，將會是一個有意義的探索。二、研究目的和內(nèi)容本次實驗旨在通過制備碳納米管/羥基磷灰石/聚乳酸可降解椎間融合器，并通過體外和體內(nèi)實驗研究其力學(xué)性能、降解性能和生物活性，探索其在椎間融合手術(shù)中的應(yīng)用前景。具體研究內(nèi)容包括：1.制備碳納米管/羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料，并探究PLA含量對其力學(xué)性能和形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響。2.通過體外實驗評價復(fù)合材料的降解性能和生物相容性。3.應(yīng)用復(fù)合材料制備椎間融合器，通過體外和體內(nèi)實驗評價其力學(xué)性能和生物活性。4.分析實驗數(shù)據(jù)，探討碳納米管/羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料作為椎間融合器的優(yōu)越性能和發(fā)展前景。三、研究方法1.碳納米管/羥基磷灰石/聚乳酸材料制備a.制備羥基磷灰石粉體：采用化學(xué)共沉淀法制備羥基磷灰石粉體。b.制備碳納米管：采用化學(xué)氣相沉積法合成碳納米管。c.制備PLA：采用溶液聚合法合成聚乳酸。d.制備碳納米管/羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料：將碳納米管和羥基磷灰石分別分散于PLA中，制備復(fù)合材料。2.碳納米管/羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料的性能測試a.復(fù)合材料的力學(xué)性能測試：通過萬能試驗機測試復(fù)合材料的拉伸強度、彈性模量等力學(xué)性能。b.復(fù)合材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)測試：通過掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡觀察復(fù)合材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)和組成成分。3.復(fù)合材料的體外實驗a.復(fù)合材料的降解行為測試：將復(fù)合材料置于模擬人體體液中，考察其降解行為，并通過質(zhì)譜分析、紅外光譜分析等手段評估降解產(chǎn)物。b.復(fù)合材料對細胞生長的影響測試：將復(fù)合材料的提取物與成骨細胞接觸培養(yǎng)，評價其對細胞黏附和增殖的影響。4.椎間融合器的制備和評價a.椎間融合器的制備：采用復(fù)合材料制備椎間融合器，將其固定在椎體上實現(xiàn)椎間融合。b.椎間融合器的力學(xué)性能和生物活性測試：通過體外和體內(nèi)實驗評價椎間融合器的力學(xué)性能和生物活性。五、研究預(yù)期結(jié)果預(yù)期結(jié)果為成功制備出具有一定力學(xué)性能、良好生物活性和可降解性的碳納米