聚合物基羥基磷灰石納米復(fù)合材料的制備及其在骨組織工程支架材料中的應(yīng)用研究.pdf

1、組織工程是活生物體的體外重構(gòu)技術(shù)，主要包括仿細(xì)胞外基質(zhì)的人工組織工程支架的構(gòu)建。近年來，具有生物活性的高分子材料在組織工程和生物醫(yī)藥領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。羥基磷灰石HA[Ca10(PO4)6(OH)2]是一種仿生無機(jī)生物材料，是骨骼和牙齒的主要無機(jī)物組分，具有骨細(xì)胞誘導(dǎo)性以及生物活性。合成的HA有球狀形貌，棒狀形貌。骨骼中的HA主要呈棒狀，因此，從仿生學(xué)的角度考慮，棒狀HA比球狀HA具有更優(yōu)異的骨細(xì)胞誘導(dǎo)生長(zhǎng)作用。然而，由于HA的力學(xué)性能較

2、差，脆性大、韌性差，而制備聚合物基HA復(fù)合材料是克服HA缺點(diǎn)的一個(gè)行之有效的方法。
　　 首先采用2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨(GTA)改性殼聚糖合成季銨鹽化殼聚糖(HTCC)，然后以HTCC為模板，采用低溫水熱法制備形貌與尺寸可控的HA，通過紅外光譜(FT-IR)，核磁(H-NMR)，X-射線衍射(XRD)，透射電鏡(TEM)對(duì)材料進(jìn)行表征。結(jié)果表明，制得的棒狀HA納米粒子形貌尺寸規(guī)整均勻，可以通過調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，pH值以及模板

3、分子的濃度在納米尺寸范圍調(diào)節(jié)棒狀HA的尺寸與形貌。HTCC是一種新型的誘導(dǎo)HA成核及生長(zhǎng)的模板材料。
　　 通過丙烯酸改性殼聚糖合成了羧乙基殼聚糖(NCECS)，采用原位合成的方法，制備得到具有生物相容性的NCECS/HA復(fù)合納米粒子，通過調(diào)節(jié)NCECS分子中的功能基團(tuán)和[Ca2+]的比例可以調(diào)控微球的尺寸及尺寸分布，F(xiàn)TIR表明NCECS和HA之間形成了化學(xué)鍵；XRD結(jié)果顯示羥基磷灰石在復(fù)合納米粒子中的結(jié)晶性受到NCECS的影

4、響，衍射峰強(qiáng)度變?nèi)?；通過TEM觀察發(fā)現(xiàn)NCECS/HA微球尺寸分布均勻，直徑在10-40nm之間；討論了NCECS/HA納米微粒子的形成機(jī)理。NCECS/HA復(fù)合物納米微球同時(shí)具有羧乙基殼聚糖生物相容性及HA的骨誘導(dǎo)性，在骨組織生長(zhǎng)因子及骨組織治療藥物的控制釋放領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　　 通過共混法成功制備了NCECS/HA納米復(fù)合膜材料。紅外光譜(FTIR)，X射線衍射(XRD)，場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FESEM)等技術(shù)表征合成

5、的NCECS/HA復(fù)合物膜材料，HA可在NCECS基體中穩(wěn)定均勻地分散。與NCECS相比，具有優(yōu)異的軟骨細(xì)胞粘附性能、生長(zhǎng)行為及分化行為。NCECS/HA納米復(fù)合材料在骨組織修復(fù)工程中具有潛在應(yīng)用價(jià)值。
　　 合成了一種新型的兩親性水溶性殼聚糖衍生物馬來酰化殼聚糖(NMCS)，采用原位礦物化的方法制備了NMCS/HA復(fù)合物支架材料，鈣離子在NMCS溶液內(nèi)部起到物理凝膠點(diǎn)的作用，通過場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FESEM)，能譜(EDS)，X

6、-射線衍射(XRD)等表征發(fā)現(xiàn)，磷灰石晶體在NMCS水凝膠基體內(nèi)及表面良好地成核并生長(zhǎng)，在NMCS水凝膠表面主要形成長(zhǎng)方形棒狀的羥基磷灰石，尺寸約為12μm×2μm×4μm；在NMCS水凝膠內(nèi)部，更傾向于生成球形的磷酸鈣顆粒，并聚集呈花形。結(jié)果表明，NMCS/HA水凝膠有孔支架有望應(yīng)用骨組織工程支架材料。
　　 PLA是組織工程支架材料理想的合成生物材料之一，為了制備PLA基的HA有孔支架材料，本文探索了溶液靜電紡絲、溶液流延鹽