軟硬模板法制備微納多級結(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，主要由有機基質(zhì)和羥基磷灰石(HA)經(jīng)過有序組裝形成的。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，具有微納多級結(jié)構(gòu)的HA材料，由于其特殊的表面結(jié)構(gòu)能夠增強材料的吸附性能和促進細胞生長，因而成為目前重點研究內(nèi)容之一。但是，目前仍然存在許多不足，如對HA微納多級結(jié)構(gòu)還無法做到精確的控制，HA結(jié)晶性不易控制以及HA材料的生物相容

2、性問題等，因此在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，通過對模板的進一步篩選和優(yōu)化，從而實現(xiàn)對HA微納多級結(jié)構(gòu)的精確控制以增強其表面細胞的附著和生長能力具有重要的實踐意義。
　　以上述思路為出發(fā)點，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 HA微納多級結(jié)構(gòu)的誘導和控制，并在此基礎(chǔ)上研究了不同模板所制備HA的生物活性等。主要研究內(nèi)容和實驗結(jié)果如下：
　?。?）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現(xiàn)了對HA微球納米結(jié)構(gòu)單元形貌的影響。同時，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的作用下的機理，我們認為是在不同溫度或不同濃度SDBS作用下HA晶體的晶面生長情況不同，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。藥物負載和釋放實驗結(jié)果表明，它是一種良好的藥物載體材料。進一步的體外細胞實驗結(jié)果表明，HA微球能夠很好的促進人類骨肉瘤細胞(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，更有利于促進細胞增殖。
　?。?）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、級結(jié)構(gòu)HA材料。利用SEM、XRD、FTIR和TEM對其結(jié)構(gòu)和組成進行了表征，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。細胞培養(yǎng)實驗結(jié)果顯示，海綿狀HA材料能夠很好地促進MG-63細胞增殖和生長，具有良好的生物活性。