碳纖維增強(qiáng)納米羥基磷灰石-聚酰胺66復(fù)合材料力學(xué)性能和組織相容性研究.pdf

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

2、胺66(CF-r-HA/PA66)，并對(duì)CF-r-HA/PA66復(fù)合材料和n-HA/PA66復(fù)合材料的界面和力學(xué)性能進(jìn)行了表征和比較。
　　結(jié)果:碳纖維均勻無序分布到n-HA/PA復(fù)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(fù)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(rèn)為碳纖維是具有改進(jìn)的n-HA/PA復(fù)合材料力學(xué)性能的材料。在本研究中，隨著碳纖維在CF-r-HA/PA66復(fù)

3、合材料中質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高，復(fù)合材料表現(xiàn)出了不斷提高的抗壓強(qiáng)度(116-212兆帕)、抗彎強(qiáng)度(89-138兆帕)、拉伸強(qiáng)度（109-181兆帕）、斷裂伸長(zhǎng)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(fù)合材料的力學(xué)性能。其中，20CF/HA/PA復(fù)合材料的抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)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(fù)合材料中摻入CF，新

4、的復(fù)合材料較HA/PA66復(fù)合材料在強(qiáng)度、韌性和延展性方面有了很大提高。因此，CF-r-HA/PA66復(fù)合材料在骨缺損修復(fù)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(qiáng)納米羥基磷灰石/聚酰胺66復(fù)合材料組織相容性研究
　　目的:評(píng)價(jià)新型生物材料碳纖維增強(qiáng)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(fù)合材料后對(duì)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(qiáng)納米羥基磷灰石/聚酰胺66復(fù)合材料和對(duì)照樣，對(duì)照樣為未加入碳纖維的納米羥基磷灰石/聚酰胺66復(fù)合材料。在術(shù)后8周、16周、24周處死實(shí)驗(yàn)動(dòng)物并取材，行骨密度檢查，胸椎椎體骨缺損植入復(fù)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(jìn)行對(duì)比。
　　結(jié)論:碳纖維增強(qiáng)納米羥基磷灰石/聚酰胺66是一種組織相容性、骨誘導(dǎo)性好，無肝腎毒性的新型骨缺損修復(fù)材料，碳纖維加入納米羥