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摘 要

聚乙二醇是以二甲基环氧乙烷为主要重复单元的新型聚醚类有机聚合物。随着其分子量的增加，其外观由普通的无色粘稠状的液体逐渐转变为一种石蜡状的固体。聚乙二醇具有很好的化学亲和性，既可直接溶于水，也可以直接溶于乙醇等大多数的有机溶剂。同时，聚乙二醇具有可以相互调节的亲水性：其亲水性随分子量的增加而增加，随温度的升高而降低。其也具有有机生物化学相容性，非免疫原性和抗原性以及良好的抗凝活性。因此，在生物医学及其行业生产过程中的被广泛应用。

本课题将设计一种基于改性硅酸钙复合聚乙二醇修饰的生物骨水泥的制备及其性能研究。通过制备并测试PEG-GO/V-C₃S骨生物材料的性能，如机械性能，孔隙率，凝结性，可注射性和抗溃散性，以及PEG-GO/V-C₃S骨生物材料的体外HAp矿化能力通过浸入模拟体液(SBF)中进行估算。小鼠成骨细胞前体细胞(MC3T3-E1)用于评估PEG-GO/V-C₃S骨生物材料的细胞相容性，包括细胞增殖和细胞毒性。

关键词：聚乙二醇 硅酸钙 骨水泥

Preparation of Polyethylene Glycol Modified Calcium Silicate Bone Cement

Abstract

Polyethylene glycol is a new type of polyether organic polymer with dimethyl ethylene oxide as the main repeating unit. As its molecular weight increases, its appearance gradually changes from an ordinary colorless viscous liquid to a paraffin-like solid.Polyethylene glycol has good chemical affinity. It can be directly dissolved in water or most organic solvents such as ethanol.At the same time, polyethylene glycol has mutually adjustable hydrophilicity: its hydrophilicity increases with increasing molecular weight and decreases with increasing temperature. It also has organic biochemical compatibility, non-immunogenicity and antigenicity, and good anticoagulant activity.Therefore, it is widely used in the production process of biomedicine and its industry.

This project will design a preparation and properties of biological bone cement modified with modified calcium silicate composite polyethylene glycol.By preparing and testing the properties of PEG-GO/V-C₃S bone biomaterials, such as mechanical properties, porosity, coagulability, injectability and anti-collapse properties.And the in vitro HAp mineralization ability of PEG-GO/V-C₃S bone biomaterials was estimated by immersion in simulated body fluids (SBF).MC3T3-E1 is used to evaluate the cell compatibility of PEG-GO/V-C₃S bone biomaterials, including cell proliferation and cytotoxicity.

Key Words: Polyethylene glycol;Alcium silicate;Bone cement

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 前言 1

1.1引言 1

1.2 骨修复材料 1

1.3 天然合成聚合物 1

第二章 聚乙二醇在骨水泥中应用概述 2

2.1 研究历史 2

2.2 直接改善骨水泥的性能 3

2.3 应用于预混合骨水泥 4

2.4 新型应用 5

2.4.1 骨蜡 5

2.4.2 3D成型 5

2.4.3 自修复骨水泥 6

2.5 总结 7

第三章 实验研究方法 8

3.1 PEG-GO / V-C₃S的制备 9

3.2 PEG-GO / V-C₃S测试与表征 9

3.2.1 凝固时间测试 9

3.2.2 抗压强度测试 9

3.2.3 孔隙率测试 9

3.2.4 可注射性测试 10

3.2.5 环境pH测试 10

3.2.6 抗溃散测试 10

3.3 体外矿化能力 10

3.3.1 体外矿化能力测试 10

3.3.2 相组成与结构测试 10

3.4 细胞测试 11

3.4.1 细胞增殖 11

3.4.2 细胞活力（毒性） 11

第四章 实验结果与讨论 12

4.1 PEG-GO/V-C₃S在不同液固比下的凝结时间与可注射性 12

4.2 PEG-GO/V-C₃S在不同液固比下的抗压强度和孔隙率 14

4.3 PEG-GO/V-C₃S在不同固液比下的pH值与抗溃散 18

4.4 PEG-GO/V-C₃S骨水泥体外矿化（相分析） 21

4.4.1 X射线衍射分析 21

4.4.2 红外分光光度计分析 22

4.4.3 扫描电镜分析 24

4.5 PEG-GO/V-C₃S骨水泥细胞测试 26

4.5.1 PEG-GO/V-C₃S细胞增殖 26

4.5.2 PEG-GO/V-C₃S细胞活性（毒性） 28

第五章 结论与展望 30

5.1 结论 30

5.2 展望 30

参考文献 31

致谢 34

第一章 前言

1.1 引言

近年来，外科手术中骨组织缺陷的数量在不断增加，导致了相对应如自体骨移植，异体骨移植，生物合成材料应用于医学手术中的质量效率都要增加，从而促进了其应用与发展。这促进了仿生生物材料在骨组织再生中的应用。

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