以改良式水熱法製備仿生多孔鈦支架之研究

Translated title of the thesis: A Study toward a Biomimetic Porous Titanium Scaffold by a Modified Hydrothermal Method
  • 蘇 宇涵

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

孔洞在自然界有?多形形色色的應用,其中在人體植入材部分為近年來的熱門應用之一。在骨科應用材料的發展歷程中,已由實心金屬朝向多孔材料等應用趨勢,開發出更趨近人體自然骨骼之力學性質,並同時具備良好的骨質引導、誘生與形成之生物?能之多孔鈦醫材。本實驗採用傳統粉末冶金的方式製備多孔鈦,但在造孔劑移除方面,不採用傳統的燒結或超音波震盪移除,而是以水熱法來改良傳統製程。之後進行的多孔鈦的相關性質分析,在物性與化性方面,首先以ICP鑑定水熱法所闡述之證實水熱法的必要性,接著以XRD證實燒結的最佳溫度,再來為表面形貌分析的SEM與AFM、成分分析的XPS與EDS,最後以阿基米德原理來測量孔隙率。在機械性質方面,分析項目有量測整體強度(巨觀)的壓縮試驗與表面硬度(微觀)的奈米壓痕試驗,抗壓強度期望達到ISO 5833 (Implants for surgery)所規範人體植入材最低強度的70MPa;表面硬度期望與人骨硬度相符合。在生物相容性方面,為了符合ISO 10993,以培養纖維母細胞(L929)等方式來評估醫療用複合骨材細胞測試,分析項目有細胞螢光染色、MTS細胞活性測試與LDH細胞毒性測試。實驗結果證實,水熱法可確實地移除造孔劑,其效果較傳統製程顯著。多孔鈦在1100℃開始出現氧化現象,1000℃為最佳燒結溫度。壓縮強度方面,僅造孔劑添加量70%的試片未達規範強度。生物相容性方面,細胞螢光染色中僅造孔劑添加量50%與70%的試片到達規範之細胞存活率80%;MTS中顯示多孔試片的細胞活性和實心試片相比差異顯著;LDH中造孔劑添加量50%的試片,染劑從五分鐘作用至四十分鐘,細胞死亡率的顯著性從一顆星增加至兩顆星,顯示50%試片是細胞死亡的一個臨界值。綜合多孔鈦各方面性質分析,造孔劑添加量50%為較適合的參數。
Date of Award2015 Jul 10
Original languageChinese
SupervisorJiunn-Der Liao (Supervisor)

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