磷酸鈣生醫陶瓷之連續式合成製程及其於骨填補材之備製研究

本研究目的為發展簡化之磷酸鈣鹽類連續式合成法(continuous process)，並將該製程之磷酸鈣產物，結合氫鍵作用力複合體(hydrogen bonding interpolymer complex，IPC)，製備成三維孔洞連通型磷酸鈣骨填補塊材(bone block)。在磷酸鈣鹽類之連續式合成時，僅需控制反應之鈣磷起始原料莫耳比([Ca]/[P] ratio)、pH值與燒結溫度即可備製出各種不同種類之磷酸鈣，再將磷酸鈣與IPC混合後形成感溫性材料，藉由燒結過程之溫度速率控制其膨脹率，並經由燒結將IPC氣化，即可形成不同孔洞大小且具孔洞連通結構之磷酸鈣骨塊。樣品分別應用X光繞射儀、X光螢光分析儀、線性迴歸法、掃描式電子顯微鏡分析其結晶特性、鈣磷莫耳比、BCP之組成含量、孔洞大小。在生物相容性評估上，則以測試細胞之粒線體酶與細胞形態觀察為主。
第四章主要為磷酸鈣鹽類之連續式合成製程，探討連續式合成製程之原料之鈣磷莫耳比、pH值及燒結溫度之調控，對於磷酸鈣鹽類結晶結構之影響，將其繪製成processing window以提供未來加工之依據，並將連續式與傳統批次式合成製程做比較，分析其磷酸鈣產物之物性。第五章主要探討3D孔洞連通骨填補塊材之製程，將連續式合成所製備之BCP與IPC混合後，形成BCP/IPC混合物，藉由調控不同燒結之升溫速率，並在燒結後將IPC氣化，形成3D孔洞連通骨塊，探討升溫速率對於骨塊孔洞大小之影響，及燒結持溫時間對於BCP結晶結構之影響。第六章主要探討不同孔洞大小的塊材，對於細胞生長活性之影響，將四組不同孔洞大小的塊材與小鼠的骨母細胞(MC3T3-E1)共同培養1、7及14天後，測量其細胞活性，並以SEM觀察細胞生長形態。本研究發展連續式合成製程，藉由調控原料之鈣磷莫耳比、pH值及燒結溫度，製備不同種類之磷酸鈣，並將該製程所製備之BCP與IPC混合後，經過升溫速率之調控及燒結後便可獲得不同孔洞大小之骨塊，將塊材與細胞共同培養，觀察孔洞大小對於細胞生長之影響。