聚乳酸可降解椎间融合器实验研究的开题报告.docx

碳纳米管/羟基磷灰石/聚乳酸可降解椎间融合器实验研究的开题报告
一、研究背景和意义
椎间盘退行性病变、脊柱关节病变、脊柱侧凸等疾病常导致脊柱不稳定，而椎间融合术是目前治疗这类疾病最常用的方法之一。传统的椎间融合手术需要使用金属融合器固定椎体，但金属材料对人体健康有一定的风险，如磨损、感染等。因此，研发一种可以替代金属材料、且能够促进骨生长、具备生物完全降解性的椎间融合器具有重要的医学意义。
碳纳米管（CNT）和羟基磷灰石（HAP）是近年来研究较多的、具有生物活性的材料。研究表明，CNT具有优异的力学性能和生物相容性，且能够促进细胞黏附和增殖；而HAP是一种与骨钙磷相似的矿物质，可被人体吸收并与新骨形成结合，能够增强骨组织的形成。因此，将CNT和HAP材料结合起来应用于椎间融合器的研究，具有很大的应用前景。
聚乳酸（PLA）是一种可生物降解的聚合物，具有良好的生物相容性和可降解性。将PLA加入CNT和HAP材料中，可以增加复合材料的可塑性和成型性，从而在制备和应用中更易处理。此外，PLA材料的加入还可促进细胞黏附和生长。因此，以PLA作为基质加入CNT和HAP材料制备椎间融合器的研究，将会是一个有意义的探索。
二、研究目的和内容
本次实验旨在通过制备碳纳米管/羟基磷灰石/聚乳酸可降解椎间融合器，并通过体外和体内实验研究其力学性能、降解性能和生物活性，探索其在椎间融合手术中的应用前景。
具体研究内容包括：
1.制备碳纳米管/羟基磷灰石/聚乳酸复合材料，并探究PLA含量对其力学性能和形态结构的影响。
2.通过体外实验评价复合材料的降解性能和生物相容性。
3.应用复合材料制备椎间融合器，通过体外和体内实验评价其力学性能和生物活性。
4.分析实验数据，探讨碳纳米管/羟基磷灰石/聚乳酸复合材料作为椎间融合器的优越性能和发展前景。
三、研究方法
1.碳纳米管/羟基磷灰石/聚乳酸材料制备
a.制备羟基磷灰石粉体：采用化学共沉淀法制备羟基磷灰石粉体。
b.制备碳纳米管：采用化学气相沉积法合成碳纳米管。
c.制备PLA：采用溶液聚合法合成聚乳酸。
d.制备碳纳米管/羟基磷灰石/聚乳酸复合材料：将碳纳米管和羟基磷灰石分别分散于PLA中，制备复合材料。
2.碳纳米管/羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的性能测试
a.复合材料的力学性能测试：通过万能试验机测试复合材料的拉伸强度、弹性模量等力学性能。
b.复合材料的形态结构测试：通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察复合材料的形态结构和组成成分。
3.复合材料的体外实验
a.复合材料的降解行为测试：将复合材料置于模拟人体体液中，考察其降解行为，并通过质谱分析、红外光谱分析等手段评估降解产物。
b.复合材料对细胞生长的影响测试：将复合材料的提取物与成骨细胞接触培养，评价其对细胞黏附和增殖的影响。
4.椎间融合器的制备和评价
a.椎间融合器的制备：采用复合材料制备椎间融合器，将其固定在椎体上实现椎间融合。
b.椎间融合器的力学性能和生物活性测试：通过体外和体内实验评价椎间融合器的力学性能和生物活性。
五、研究预期结果
预期结果为成功制备出具有一定力学性能、良好生物活性和可降解性的碳纳米管/羟基磷灰石/聚乳酸可降解椎间融合器。体外和体内实验结果将验证其生物相容性、促进骨生长能力和椎间融合效果，为后续临床应用提供参考和支持。