论文部分内容阅读
鉴于目前单一的生物材料很难满足人体骨组织工程支架材料需要的生物相容性、生物可降解性、易成型、成骨诱导性和良好的力学性能等各方面的要求,不同材料之间的复合可以利用材料之间的不同特性,取长补短,制备出生物相容、生物降解、力学强度优良的复合材料。壳聚糖/羟基磷灰石(CS/HAP)复合材料弥补了各自作为单一的植入材料时的成骨诱导力的缺乏和脆性大的缺点,将HAP的硬度和CS的韧性结合,将HAP的多孔性和CS的可降解性结合,将HAP的成骨诱导性和CS的生物活性结合,可制备出具有良好生物相容性、生物降解性和成骨诱导性的复合材料,同时可有效改善复合材料的力学性能,提高韧性,使其满足于人体骨质的要求。然而,由于无机的羟基磷灰石的表面性质和有机的壳聚糖的表面性质相差很大,界面相互作用弱,影响了复合材料的均匀性和力学性能。在CS主链上引入带有羧基的聚合物以提供HAP的生长位点,可有效改善复合材料的均匀性和稳定性,使HAP晶体紧密结合在基体材料上,达到有效改善复合材料的力学性能。本文旨在制备出具有良好生物相容性、生物降解性、成骨诱导性和力学强度的复合材料。首先以壳聚糖(CS)和甲基丙烯酸(MAA)为原料制备出壳聚糖-聚甲基丙烯酸(CS-PMAA)聚电解质纳米粒子,通过红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)对CS-PMAA的化学结构和晶型进行表征;采用自动电位滴定确定了纳米粒子的实际组分;紫外可见分光光度计(UV-vis)测试了不同pH下CS-PMAA的溶胀性能,对其稳定性进行了分析;结合透射电镜(TEM)和动态光散射(DLS)研究了纳米粒子的粒径与pH的变化关系,并观察了粒子的形貌特征。结果表明通过氨基和羧基的静电作用成功合成了 CS-PMAA聚电解质纳米粒子,粒径随pH变化呈“M”形状,即在pH=5左右。粒径最小,在pH = 3和9时粒径最大,强酸和强碱的条件下,加速了壳聚糖上氨基的水解,使其脱离聚电解质纳米粒子,粒径减小。自动电位滴定确定其实际基团比例略小于理论比,但是呈现出一定的关系,为后期制备羟基磷灰石提供理论基础。在CS-PMAA基础上,通过化学沉淀法制备出壳聚糖-聚甲基丙烯酸/羟基磷灰石(CS-PMAA/HAP)复合材料。FT-IR图谱表明制备的复合物中含有HAP的基团特征峰,同时观察到由于离子静电作用引起的光谱红移现象。通过XRD分析确定了复合物的晶型结构,表明成功合成了 HAP晶体。热重分析表明CS-PMAA/HAP复合材料各组分的实际含量与各自的理论含量相符。SEM和TEM观察合成的复合材料的外貌。结果表明在CS-PMAA基体上成功合成了 HAP晶体,由于羧基与钙离子之间的较强的静电作用使HAP与CS-PMAA基体结合紧密,不存在脱离现象,在一定程度上说明可以提高复合材料的力学性能。该类复合粒子在骨组织工程领域有较好的应用前景。