和其它复合材料对比,有机-无机杂化生物材料是当前研究最广泛的材料之一,主要是用于修复和重建机体的缺损组织。当前对磁性生物复合材料的研究表明,超顺磁性纳米Fe3O4粒子具有独特的磁学性质和优良的生物相容性。本论文选用以可溶性钙盐和磷酸盐作为纳米羟基磷灰石(nHAP)的前驱体、可溶性铁盐和亚铁盐作为纳米Fe3O4粒子的前驱体,结合壳聚糖(CS)和胶原(Col)两种有机基质的优越特性,采用有机-无机杂化技术,并根据冷冻干燥技术和原位合成方法,仿生构建了有机-无机多相杂化磁性骨修复支架材料。本实验构建了 CS/Col/nHAP和Fe2+与Fe3+比例不同的CS/Col/Fe3O4/nHAP有机-无机杂化复合材料,分别记为R1(m(FeCl2):m(FeCl3)=1:0.5)和R2(m(FeCl2):m(FeCl3)=2:1)。有机-无机多相杂化复合支架材料的理化性能分别通过SEM、FTIR、XRD、物理性能测试仪(PPMS)及降解性能等表征进行分析。SD乳鼠颅骨成骨细胞采用二次酶消化-连续组织块法分离培养,并与复合支架材料建立体外培养评价体系如:吉姆萨染色、CCK-8法细胞增殖测定和细胞-支架联合培养动态考察以及吖啶橙/溴化乙锭(AO/EB)双荧光染色实验等考察其生物相容性。由SEM图可以直观地观察到复合支架材料具有多级孔径结构,孔径尺寸约为100～150 μm;XRD、FTIR和光电子能谱(XPS)图谱结果显示存在两种衍射峰分别与nHAP晶体和纳米Fe3O4粒子的特征峰一致,并从XRD图谱可发现nHAP的结晶度较低,这与自然骨的特点相符合;结合SEM、XRD和FTIR图谱结果可证明复合支架材料上均已原位合成了 nHAP和纳米Fe3O4粒子;孔隙率测试表明三种复合支架材料的孔隙率分别为90.5%、98%、92.8%;体外矿化和降解结果显示合成的复合支架材料具有良好的矿化活性和降解性能;通过磁性能测试结果表明有机-无机多相杂化磁性骨修复材料的饱和磁化强度为0.025 emu/g,具有良好的磁响应性。复合支架材料与成骨细胞建立体外培养体系,结果表明通过有机-无机杂化技术制备的复合支架材料可以有效地促进细胞的增殖和生长。以上实验测试表明原位合成的有机-无机杂化磁性骨修复材料具有良好的生物相容性,有望在骨修复组织工程中得到广泛应用。