共沉淀-共混兩步法制備羥基磷灰石-絲素蛋白復(fù)合支架材料的研究.pdf

1、羥基磷灰石(HA)/絲素蛋白(SF)復(fù)合材料由于具有較好的力學(xué)性能、生物相容性及骨傳導(dǎo)活性，且HA在結(jié)構(gòu)和組成上與骨基質(zhì)相似，與骨骼具有很強(qiáng)的鍵合能力，是一類較有前途的骨科固定和修復(fù)材料。但由于無機(jī)納米粒子和有機(jī)高分子單純物理共混，存在著無機(jī)/有機(jī)兩相間界面結(jié)合差，材料力學(xué)性能尚不能滿足骨科固定和修復(fù)需要，材料降解速率與骨組織生長速度不匹配等缺陷。
　　 為了克服以上缺陷，我們采用共沉淀-共混兩步法研制了納米羥基磷灰石與絲素蛋白

2、多孔復(fù)合材料。本文首先通過共沉淀法在分子水平上制備了絲素蛋白與HA的納米針狀復(fù)合物，即s-HA，再將其與絲素蛋白共混，通過冷凍干燥制成復(fù)合支架材料s-HA/SF。用X射線粉末衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、傅立葉變換紅外光譜儀(FTIR)、熱重分析儀(TGA)、萬能壓力試驗(yàn)機(jī)等分析了復(fù)合材料的晶相組成、微觀形貌、化學(xué)結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性，降解性能和機(jī)械性能。最后，通過細(xì)胞培養(yǎng)評價了復(fù)合支架材料的生物相容性

3、。主要從以下幾個方面開展工作：
　　 1.在超聲波輔助作用下，采用共沉淀法將SF分子與HA納米粒子進(jìn)行復(fù)合，并研究絲素蛋白含量和離子濃度對羥基磷灰石晶體結(jié)構(gòu)及形貌等影響，確定了制備s-HA的工藝條件。在s-HA復(fù)合粉末中，SF蛋白與納米HA結(jié)合穩(wěn)定，s-HA為分散均勻的針狀晶體。
　　 2.采用共混法將s-HA與SF蛋白復(fù)合，通過冷凍干燥制成復(fù)合多孔支架材料s-HA/SF。XRD和FTIR分析結(jié)果表明：復(fù)合支架材料中SF

4、具有熱力學(xué)穩(wěn)定性及力學(xué)性能良好的β-折疊構(gòu)象；通過對復(fù)合支架微觀結(jié)構(gòu)的觀察發(fā)現(xiàn)，三維支架材料具有良好的貫通性，孔隙分布均勻，孔徑均一，為100～200μm左右；s-HA顆粒在SF基體中具有更均一的分散性，而且針狀的s-HA提高了復(fù)合支架材料的力學(xué)強(qiáng)度，支架材料的壓縮模量和壓縮強(qiáng)度分別達(dá)到3.1.MPa和35.KPa。同時，支架材料具有較高的空隙率，良好的持水性和一定的生物降解性能。
　　 3.本研究通過在復(fù)合支架材料上種植人成骨

5、細(xì)胞MG-63，進(jìn)一步研究了復(fù)合材料的生物相容性。培養(yǎng)3d、5d、7d后，觀察細(xì)胞的增殖，測定了其生物學(xué)特性。細(xì)胞/支架復(fù)合體的體外細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)表明：MG-63細(xì)胞在s-HA/SF復(fù)合支架上粘附鋪展良好，并分泌細(xì)胞外基質(zhì)。s-HA/SF支架材料有利于細(xì)胞的黏附，增殖和生長，可以促進(jìn)細(xì)胞堿性磷酸酶(ALP)活性的表達(dá)，并且可以誘導(dǎo)骨鈣素(OC)分泌增加，促進(jìn)細(xì)胞成骨性能的表達(dá)，是一種理想的復(fù)合生物材料。
　　 綜上所述，復(fù)合支架材