脂肪族聚酯/多巴胺改性纳米羟基磷灰石复合材料的制备与表征

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:wzy1023
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目前,聚合物/纳米羟基磷灰石(nano-HA)复合材料在骨组织修复材料中应用广泛,但是聚合物与nano-HA之间的界面性能较差,从而限制了此材料的发展。此外,手术过程中的细菌感染也会引起修复失败。因此,解决这些问题对聚合物/nano-HA复合材料的意义重大。多巴胺改性是目前常用的界面改性手段,并且多巴胺还具有一定的还原性。因此,本论文采用多巴胺对nano-HA进行表面改性,利用聚多巴胺(PDA)的还原性还原银纳米粒子(Ag),并与左旋聚乳酸(PLLA)复合,制备了PLLA/HA/Ag复合材料。此复合材料拥有良好的力学性能、生物相容性和抑菌性能。主要工作如下:(1)通过共沉淀的方法制备了棒状的nano-HA,并以湿态的形式保存。接着,利用多巴胺溶液对nano-HA进行改性(m-HA)。通过多种表征手段可知,PDA可成功地包覆在nano-HA表面。结果表明,m-HA在氯仿和PLLA/氯仿溶液中拥有良好的分散性,其原因是PDA的溶胀现象及其与PLLA分子链之间的相互作用。因此,PLLA/m-HA膜的拉伸强度要明显高于PLLA/nano-HA,并且当m-HA的含量达到30wt.%时,此复合材料的拉伸强度达到最大值。同时,由于m-HA分散良好,PLLA/m-HA复合材料比PLLA/nano-HA能更好地促进细胞成骨分化。(2)本论文利用m-HA表面PDA的还原性直接将m-HA分散在硝酸银溶液中进行反应,从而制备了载银的m-HA(m-HA/Ag)。接着,采用溶液浇铸得到PLLA/m-HA/Ag复合材料膜,其中HA的含量为30wt.%,并通过改变m-HA和m-HA/Ag的比例来控制银的含量。研究发现,银还原过程不会影响m-HA的分散性及其复合材料的力学性能。而生物学评价结果显示,PLLA/m-HA/Ag复合材料拥有良好的生物相容性和抑菌性。因此,PLLA/m-HA/Ag复合材料有作为骨缺损修复材料的潜质。本论文提出了一种通过多巴胺改性来提高nano-HA在PLLA中分散性的简单方法。此外,还能通过此方法将抑菌成分Ag负载到材料中。因此,力学性能良好的PLLA/m-HA/Ag复合材料将作为拥有双重功能(生物相容性和抑菌性)的骨修复材料。
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