纳米羟基磷灰石壳聚糖复合支架的成型及性能研究的任务书.docx

纳米羟基磷灰石壳聚糖复合支架的成型及性能研究的任务书
任务书
一、研究背景及意义
磷酸钙型生物陶瓷的应用在医学领域中被广泛关注，这已经取得了诸多进展。但是，过去的研究表明，单一的生物材料作为种植支架无法获得理想的支架性能。因此，需要通过改进材料的组成和结构以及表面处理技术来提高种植支架的生物活性和机械性能。壳聚糖是一种天然多糖，具有可降解、生物相容性和生物活性，因此在骨组织工程中被广泛研究。同时，纳米羟基磷灰石（n-HAp）也是一种具有良好生物相容性和生物活性的材料，具有成为种植支架的潜力。本研究将n-HAp和壳聚糖组合成复合材料，期望通过复合增强，提高支架的力学性能和生物活性表现。
二、研究目标
本研究的目标是开发一种新型的种植支架材料，以纳米羟基磷灰石和壳聚糖为基础材料，采用复合增强技术制备成功的材料，具有良好的生物活性和机械强度。具体任务如下：
1.选择壳聚糖作为基础材料，制备合适的壳聚糖溶液。
2.制备纳米羟基磷灰石，并利用扫描电子显微镜（SEM）对其形貌进行表征。
3.通过化学交联法，将n-HAp与壳聚糖复合，并确定复合比例。
4.采用冷凝法或切削法制备复合支架，并进行理化性能测试。
5.进行生物活性评估，包括细胞毒性和体外生物降解性能测试。
6.对复合支架进行力学性能测试，包括抗拉强度、压缩强度等。
三、研究方案和方法
1.壳聚糖的制备
因壳聚糖用途广泛，市售品种较为丰富，本研究可以选用市售品牌或自行制备，要求制备的壳聚糖级别为化学纯级或以上，一般工业级的壳聚糖也可以尝试使用。在制备壳聚糖溶液时，要根据需要的粘度和质量浓度进行调整。建议在醋酸酐溶液中制备溶液，以便进行化学交联。
2.纳米羟基磷灰石的制备
本研究采用水热法合成纳米羟基磷灰石。在此过程中，用无水碳酸钙和磷酸作为反应原料，在一定温度下反应形成n-HAp。n-HAp的形貌通过SEM进行表征。
3.n-HAp与壳聚糖复合
将制备好的n-HAp和壳聚糖溶液混合后，用化学交联法进行交联。在此过程中，需要添加交联剂以加强交联效果，并调整交联时间和温度。
4.复合支架的制备
将制备好的复合材料经过冷凝法或切削法制成支架。制成的支架需要进行理化性能测试，包括孔隙率、孔径、表面结构的均匀性等。
5.生物降解性能和生物活性评估
将制成的复合支架进行生物活性和生物降解性评估。在生物活性评估中，将制成的支架置于细胞培养液中，通过细胞增殖率和细胞存活率等指标进行评定；在生物降解性能评估中，将制成的支架置于模拟体液中，通过体液中钙离子和磷酸离子的释放情况以及支架的质量的变化情况等指标进行评定。
6.支架力学性能测试
采用万能试验机等设备进行支架力学性能测试，包括抗拉强度、压缩强度等指标。
四、预期结果
1.制备成功可降解、生物相容性极强的壳聚糖/n-HAp复合支架，具有良好的力学性能。
2.鉴定了壳聚糖/n-HAp复合支架的理化性能、生物降解性能和生物活性等。
3.为骨组织工程提供一种新型的支架材料，为支架能够快速降解、较好地预防骨长不齐、具有促进骨再生的良好功能。
五、拟分工及进度安排
实验员：制备壳聚糖/纳米羟基磷灰石复合材料；制备复合支架。
细胞实验员：细胞毒性和体外生物降解性能测试。
力学实验员：支架力学性能测试。
拟于2022年12月完成实验，提交论文和答辩。