納米羥基磷灰石與聚己內(nèi)酯復(fù)合電紡膜的制備及性能研究.pdf

1、組織工程支架材料一直都是研究的主要內(nèi)容之一。幾乎所有的具有可生物降解性，無(wú)論天然大分子和合成高分子生物材料均可用于不同組織工程支架研究。近年來(lái)，發(fā)展了如熱致相分離法、致孔劑法、靜電紡絲法等十余種組織工程的制備技術(shù)。其中，靜電紡絲法由于能夠直接制備連續(xù)的聚合物納米纖維，因此有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。電紡制備的納米纖維支架結(jié)構(gòu)類(lèi)似于細(xì)胞間質(zhì)，有利于細(xì)胞的粘附增殖。目前，電紡纖維支架材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種組織工程的研究，尤其是骨組織工程方面。
　

2、　 本文采用水熱合成法，成功制備了尺寸為20～30nm×50～70nm的棒狀nHA，并利用nHA活性粉體引發(fā)ε-CL單體聚合，成功合成了nHA含量不同的nHA-PCL復(fù)合材料。取nHA含量為5％的nHA-PCL-3作為樣品，對(duì)nHA-PCL復(fù)合材料的電紡條件進(jìn)行調(diào)試和選擇。對(duì)于電紡溶劑的選擇，主要研究了DCM和DMF體積比分別為1:1和2:1、DCM與甲酸體積比為1:1和2:1的四種混合溶劑。SEM結(jié)果顯示：DCM和DMF的2種比例的

3、混合溶劑電紡后得到的膜纖維交聯(lián)嚴(yán)重、纖維無(wú)法獨(dú)立呈現(xiàn)；而DCM和甲酸的混合溶劑電紡所得膜纖維的形貌好許多，尤其當(dāng)體積比為2:1時(shí)的混合溶劑，膜纖維的粗細(xì)較均勻、纖維可以獨(dú)立呈現(xiàn)；因而最終選擇DCM和甲酸體積比為2:1的混合溶劑作為nHA-PCL復(fù)合材料的電紡溶劑。另外，在其他條件一致、單一因素改變的情況下，還對(duì)材料的不同的電紡濃度、電紡電壓和接收距離進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過(guò)SEM圖片看出，nHA-PCL復(fù)合材料的電紡濃度應(yīng)控制在20％左右，適宜的

4、電紡電壓和接收距離分別為15kV和15cm。
　　 在選擇合適的電紡條件后，成功制備出不同nHA含量的nHA-PCL的復(fù)合電紡膜，并對(duì)nHA-PCL復(fù)合電紡膜的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行分析。SEM結(jié)果顯示，電紡膜的纖維的直徑隨著nHA含量提高而降低；其中nFIA含量為1％、3％和5％的復(fù)合電紡膜的纖維形貌較好，但含量為7％的nHA-PCL-4復(fù)合電紡膜，由于nHA顆粒的團(tuán)聚，纖維粗細(xì)不均勻、連續(xù)性差、膜表面粗糙。從FT-IR和DSC的結(jié)果

5、得到，電紡后的nHA-PCL復(fù)合材料較電紡前結(jié)晶度有明顯的提高，說(shuō)明了nHA-PCL復(fù)合材料在強(qiáng)電力的拉伸作用下，分子鏈會(huì)沿著被拉伸方向取向，使得復(fù)合材料可以在纖維固化之前得到較充分的結(jié)晶。此外，由于各nHA-PCL復(fù)合電紡膜的結(jié)晶度的不同，表現(xiàn)在材料的力學(xué)性能也有所差異，其中當(dāng)nHA含量為5％時(shí)的nHA-PCL-3復(fù)合電紡膜的力學(xué)性能最好，其拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率分別為29.2±1.1 MPa和55.6±1.5％。為研究nHA-PCL復(fù)

6、合電紡膜的骨誘導(dǎo)性，將復(fù)合電紡膜放于1.5倍的SBF中浸泡，當(dāng)浸泡7天后，各個(gè)電紡膜的纖維表面均有不同程度的沉積物形成；
　　 其中FT-IR結(jié)果顯示，該沉積物主要成分為磷灰石，且隨著nHA含量的提高，nHA-PCL電紡膜的磷灰石沉積量有所增加；另外，礦化后的復(fù)合電紡膜還表現(xiàn)在接觸角比較礦化前有大幅度降低，說(shuō)明礦化后的nHA-PCL電紡膜的親水性良好。
　　 為了比較純PCL和不同復(fù)合方式得到的nHA與PCL復(fù)合電紡材料

7、的性能，對(duì)購(gòu)買(mǎi)的純PCL、物理共混nHA/PCL和化學(xué)接枝nHA-PCL的3種電紡膜進(jìn)行研究。FT-IR、DSC、SEM等的測(cè)試均表明了，含量均為5％的nHA在nHA-PCL中較nHA/PCL分散好，因此nHA在前者中異相成核點(diǎn)的作用較強(qiáng)，表現(xiàn)在前者的PCL結(jié)晶性能不僅高于后者，且還高于純的PCL電紡膜；此外，nHA-PCL復(fù)合電紡膜的熱穩(wěn)定性及力學(xué)性能也明顯高于另外兩者。在1.5倍SBF仿生礦化實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，相同時(shí)間內(nèi)nHA-PCL電