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

1、組織工程是活生物體的體外重構技術，主要包括仿細胞外基質(zhì)的人工組織工程支架的構建。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)藥領域有廣泛的應用。羥基磷灰石HA[Ca10(PO4)6(OH)2]是一種仿生無機生物材料，是骨骼和牙齒的主要無機物組分，具有骨細胞誘導性以及生物活性。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，從仿生學的角度考慮，棒狀HA比球狀HA具有更優(yōu)異的骨細胞誘導生長作用。然而，由于HA的力學性能較

2、差，脆性大、韌性差，而制備聚合物基HA復合材料是克服HA缺點的一個行之有效的方法。
　　 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)對材料進行表征。結果表明，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HA成核及生長的模板材料。
　　 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復合納米粒子，通過調(diào)節(jié)NCECS分子中的功能基團和[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之間形成了化學鍵；XRD結果顯示羥基磷灰石在復合納米粒子中的結晶性受到NCECS的影

4、響，衍射峰強度變?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理。NCECS/HA復合物納米微球同時具有羧乙基殼聚糖生物相容性及HA的骨誘導性，在骨組織生長因子及骨組織治療藥物的控制釋放領域具有潛在的應用價值。
　　 通過共混法成功制備了NCECS/HA納米復合膜材料。紅外光譜(FTIR)，X射線衍射(XRD)，場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)等技術表征合成

5、的NCECS/HA復合物膜材料，HA可在NCECS基體中穩(wěn)定均勻地分散。與NCECS相比，具有優(yōu)異的軟骨細胞粘附性能、生長行為及分化行為。NCECS/HA納米復合材料在骨組織修復工程中具有潛在應用價值。
　　 合成了一種新型的兩親性水溶性殼聚糖衍生物馬來?；瘹ぞ厶?NMCS)，采用原位礦物化的方法制備了NMCS/HA復合物支架材料，鈣離子在NMCS溶液內(nèi)部起到物理凝膠點的作用，通過場發(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，在NMCS水凝膠表面主要形成長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。結果表明，NMCS/HA水凝膠有孔支架有望應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