碳纖維增強納米羥基磷灰石-聚酰胺66復合材料力學性能和組織相容性研究.pdf

1、第一部分碳纖維增強納米羥基磷灰石/聚酰胺66復合材料力學性能研究
　　目的:評價新型生物材料碳纖維增強納米羥基磷灰石/聚酰胺66(CF-r-HA/PA66)的力學性能，并與納米羥基磷灰石/聚酰胺66(n-HA/PA66)復合材料力學性能相比較。
　　方法:在本研究中，使用碳纖維(CF)以加強納米羥基磷灰石/聚酰胺66復合材料(n-HA/PA)，合成了多種含有不同質(zhì)量分數(shù)的碳纖維的三元復合材料，即碳纖維增強納米羥基磷灰石/聚酰

2、胺66(CF-r-HA/PA66)，并對CF-r-HA/PA66復合材料和n-HA/PA66復合材料的界面和力學性能進行了表征和比較。
　　結(jié)果:碳纖維均勻無序分布到n-HA/PA復合材料中，沒有擇優(yōu)取向的現(xiàn)象發(fā)生，而且碳纖維與n-HA/PA復合材料結(jié)合緊密。上述結(jié)果表明，碳纖維與n-HA/PA材料兩者之間相容性良好，可以認為碳纖維是具有改進的n-HA/PA復合材料力學性能的材料。在本研究中，隨著碳纖維在CF-r-HA/PA66復

3、合材料中質(zhì)量分數(shù)的提高，復合材料表現(xiàn)出了不斷提高的抗壓強度(116-212兆帕)、抗彎強度(89-138兆帕)、拉伸強度（109-181兆帕）、斷裂伸長率(6.2-9.1％)和彈性模量(2.9-5.8吉帕)。由此可見，加入碳纖維可以顯著改善HA/PA復合材料的力學性能。其中，20CF/HA/PA復合材料的抗壓強度、抗彎強度和拉伸強度明顯高于人類皮質(zhì)骨，且其彈性模量與人類皮質(zhì)骨接近。
　　結(jié)論:向HA/PA66復合材料中摻入CF，新

4、的復合材料較HA/PA66復合材料在強度、韌性和延展性方面有了很大提高。因此，CF-r-HA/PA66復合材料在骨缺損修復重建和制作內(nèi)固定器材方面有很大的潛力。
　　第二部分碳纖維增強納米羥基磷灰石/聚酰胺66復合材料組織相容性研究
　　目的:評價新型生物材料碳纖維增強納米羥基磷灰石/聚酰胺66(CF-r-HA/PA66)在骨組織的生物相容性，考察碳纖維摻入復合材料后對生物相容性的影響。
　　方法:使用巴馬小型豬8只，

5、在每只巴馬小型豬的胸椎建立骨缺損模型并植入碳纖維增強納米羥基磷灰石/聚酰胺66復合材料和對照樣，對照樣為未加入碳纖維的納米羥基磷灰石/聚酰胺66復合材料。在術(shù)后8周、16周、24周處死實驗動物并取材，行骨密度檢查，胸椎椎體骨缺損植入復合材料處行HE染色。在術(shù)前、術(shù)后1周和術(shù)后8周取血，查肝腎功能并進行對比。
　　結(jié)論:碳纖維增強納米羥基磷灰石/聚酰胺66是一種組織相容性、骨誘導性好，無肝腎毒性的新型骨缺損修復材料，碳纖維加入納米羥