離子束誘導(dǎo)碳納米管功能化對其生物相容性影響的研究.pdf

1、本文采用離子束輔助沉積(Ion-Beam-AssistedDeposition)技術(shù)嘗試在化學(xué)氣相沉積(ChemicalVaporDeposition)方法制備的多壁碳納米管(Multi-WalledCarbonNanotubes)材料表面沉積納米碳氮(CNx)薄膜,以及進(jìn)行低能氮離子束轟擊,達(dá)到改善多壁碳納米管材料強(qiáng)疏水性,進(jìn)而改善其細(xì)胞、血液相容性的目的。并研究了這兩種表面功能化的多壁碳納米管材料的結(jié)構(gòu)特征、生物相容性與制備工藝參數(shù)

2、之間的規(guī)律。X射線光電子能譜(XPS)指出三種沉積CNx薄膜的多壁碳納米管中氮和碳含量的原子百分比分別為0.12、0.21和0.27;三種低能氮離子束轟擊的多壁碳納米管氮含量分別為7.81％、8.16%和9.28%。接觸角結(jié)果顯示,兩類功能化的碳納米管材料水接觸角均小于65°,達(dá)到了改善多壁碳納米管的強(qiáng)疏水性(接觸角128.890)的目的。細(xì)胞相容性實(shí)驗(yàn)選擇L929小鼠腫部成纖維細(xì)胞和EAHY926人內(nèi)皮細(xì)胞對功能化修飾的碳納米管進(jìn)行細(xì)

3、胞粘附、生長測試,并配合掃描電鏡(sEM)觀察細(xì)胞在材料表面的粘附形態(tài)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在多壁碳納米管表面沉積碳氮薄膜和進(jìn)行低能氮離子束轟擊均能明顯提高材料的細(xì)胞相容性,并且隨著N/C以及N元素含量的增高,材料的細(xì)胞相容性更優(yōu)秀。細(xì)胞在沉積CNo27薄膜和含氮9.28%的碳納米管材料表面增值、生長最旺盛,最高細(xì)胞濃度達(dá)到普通納米管最高細(xì)胞濃度的2-6倍,細(xì)胞形態(tài)伸展,偽足長且粗壯,顯示出良好的生命活性和增箔狀態(tài)。尤其是低能氮離子束轟擊的多

4、壁碳納米管,因兼具碳納米管大的空間結(jié)構(gòu)以及富含N元素的性質(zhì),在提高碳納米管細(xì)胞相容性方面作用尤為突出。本文還嘗試對兩類表面功能化修飾的碳納米管材料進(jìn)行了血小板粘附、溶血、動態(tài)凝血實(shí)驗(yàn),使用掃描電鏡觀察、對比了血小板、紅細(xì)胞在功能化前后的碳納米管材料表面的聚集情況和細(xì)胞形態(tài)。血液相容性研究顯示:沉積碳氮薄膜的多壁碳納米管血小板粘附率低(15.63-21.88%)、在材料表面團(tuán)聚少,溶血率較低(0.70-3.12%),凝血時(shí)間長(27-50