軟硬模板法制備微納多級(jí)結(jié)構(gòu)羥基磷灰石(HA)及其生物活性研究.pdf

1、人類骨和牙齒是一類非常重要的生物礦物，主要由有機(jī)基質(zhì)和羥基磷灰石(HA)經(jīng)過(guò)有序組裝形成的。HA具有優(yōu)異的生物相容性和生物活性，因而在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，并引起了研究者廣泛而持久的關(guān)注。隨著HA研究的深入，具有微納多級(jí)結(jié)構(gòu)的HA材料，由于其特殊的表面結(jié)構(gòu)能夠增強(qiáng)材料的吸附性能和促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)，因而成為目前重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容之一。但是，目前仍然存在許多不足，如對(duì)HA微納多級(jí)結(jié)構(gòu)還無(wú)法做到精確的控制，HA結(jié)晶性不易控制以及HA材料的生物相容

2、性問(wèn)題等，因此在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)模板的進(jìn)一步篩選和優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)HA微納多級(jí)結(jié)構(gòu)的精確控制以增強(qiáng)其表面細(xì)胞的附著和生長(zhǎng)能力具有重要的實(shí)踐意義。
　　以上述思路為出發(fā)點(diǎn)，本課題分別研究了自制的碳酸鈣(CaCO3)微球和改性的關(guān)節(jié)軟骨膜(ACM)等兩種不同的硬質(zhì)和軟質(zhì)模板對(duì) HA微納多級(jí)結(jié)構(gòu)的誘導(dǎo)和控制，并在此基礎(chǔ)上研究了不同模板所制備HA的生物活性等。主要研究?jī)?nèi)容和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
　　（1）硬模板法：首先，使用沉淀法

3、在羧甲基纖維素鈉作用下制備具有規(guī)則形貌的單分散CaCO3微球，并以此為硬模板，在水熱條件下制備單分散且均一的微納多級(jí)結(jié)構(gòu)HA微球。研究了不同的溫度和十二烷基苯磺酸鈉濃度實(shí)現(xiàn)了對(duì)HA微球納米結(jié)構(gòu)單元形貌的影響。同時(shí)，基于XRD、FTIR和HRTEM表征結(jié)果，提出了在不同溫度和不同濃度SDBS的作用下的機(jī)理，我們認(rèn)為是在不同溫度或不同濃度SDBS作用下HA晶體的晶面生長(zhǎng)情況不同，從而控制HA晶體的形貌。研究結(jié)果表明：HA微球表面由HA納米棒

4、或納米片組成，平均粒徑約為7-8μm，且具有尺寸均一、分散性好、比表面積較大等優(yōu)點(diǎn)。藥物負(fù)載和釋放實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，它是一種良好的藥物載體材料。進(jìn)一步的體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，HA微球能夠很好的促進(jìn)人類骨肉瘤細(xì)胞(MG-63)的粘附和增殖，具有良好的生物活性，而且由納米片組成的HA微球與納米棒組成的HA微球相比，更有利于促進(jìn)細(xì)胞增殖。
　　（2）軟模板法：使用改性的ACM作為軟模板，在人體模擬體液中(1.5SBF)自組裝合成海綿狀微納多

5、級(jí)結(jié)構(gòu)HA材料。利用SEM、XRD、FTIR和TEM對(duì)其結(jié)構(gòu)和組成進(jìn)行了表征，結(jié)果表明合成的樣品為碳酸HA晶體，且由大量的HA納米片組裝成三維互連海綿狀結(jié)構(gòu)。根據(jù)所制備的樣品與松質(zhì)骨(CB)組成和結(jié)構(gòu)的相似性，比較了它們的密度、孔隙率和比表面積。結(jié)果表明，海綿狀HA材料除了與CB具有相同的結(jié)構(gòu)和成分外，還具有更高的密度、孔隙率和比表面積。細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，海綿狀HA材料能夠很好地促進(jìn)MG-63細(xì)胞增殖和生長(zhǎng)，具有良好的生物活性。