基于納米纖維織物和纖維素晶須的仿生礦化構(gòu)建骨修復(fù)材料的研究.pdf

1、工業(yè)、交通、體育事業(yè)等的高速發(fā)展以及全球人口老齡化程度加劇導(dǎo)致了人體骨組織缺損或功能障礙的現(xiàn)象非常普遍，因此臨床對(duì)骨替代材料具有很大的需求。對(duì)于骨組織的修復(fù)和治療，以往采用的多是自體骨移植和異體骨移植，但都存在較大的缺陷。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在臨床上廣泛采用人工制備的生物醫(yī)學(xué)材料作為骨修復(fù)或替代材料。
　　本研究以仿生天然骨結(jié)構(gòu)為出發(fā)點(diǎn)，采用兩種不同的制備方案，獲得了均具有較好的生物學(xué)和生物力學(xué)性能的骨修復(fù)材料。一種材料是由礦化

2、的納米纖維構(gòu)建的仿生天然骨結(jié)構(gòu)的骨修復(fù)材料，即利用靜電紡絲技術(shù)紡成了納米纖維沿軸取向并具有一定捻度的紗線，并利用機(jī)織的方法將納米紗線編織成多層的織物，通過模擬體液對(duì)多層織物進(jìn)行礦化后以構(gòu)建織物增強(qiáng)的骨仿生材料。
　　結(jié)果顯示，在聚乳酸（PLA）和柞蠶絲素蛋白（TSF）質(zhì)量比為9：1時(shí)，通過靜電紡的方法能夠制備連續(xù)的紗線，且紗線具均勻的細(xì)度和良好的力學(xué)性能。由上述紗線制備的多層納米纖維織物的楊氏模量和拉伸斷裂強(qiáng)度分別為417.65M

3、Pa和180.36MPa，織物礦化后顯示了一個(gè)更高的壓縮模量1082.54MPa和壓縮應(yīng)力91.97MPa。相關(guān)的生物學(xué)性能的研究顯示了礦化前后的復(fù)合納米纖維織物更有利于細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖和功能性表達(dá)。另一種是由礦化的納米纖維素晶須構(gòu)建的骨修復(fù)材料，主要是通過靜電自組裝仿生礦化得到羧甲基化的纖維素納米晶須（SCNW）/羥基磷灰石（HAP）復(fù)合粒子，并結(jié)合桑蠶絲素蛋白來制備密度和孔隙率呈梯度分布的多孔骨修復(fù)材料。結(jié)果顯示，對(duì)納米晶須表面的羧

4、甲基化改性處理實(shí)現(xiàn)了在晶須表面對(duì)HAP的微觀調(diào)控生長(zhǎng)，殼聚糖（CS）調(diào)控共沉淀法生成的HAP晶體呈現(xiàn)弱的結(jié)晶態(tài)，具有較小的晶粒尺寸（平均尺寸30.2nm），這與天然骨中的HAP尺寸（10-50nm）相似。壓縮性能顯示，利用SCNW與HAP質(zhì)量比為1:4的復(fù)合粒子與SF混合制備的梯度材料的壓縮強(qiáng)度（142.68MPa）和壓縮模量（2013.27MPa）與天然骨力學(xué)測(cè)試值相當(dāng)。體外細(xì)胞培養(yǎng)結(jié)果表明，制備的SCNW/HAP-TSF（1:4）復(fù)