尼龙66/纳米羟基磷灰石复合纤维膜的制备及骨缺损修复性能评价
发布时间：2021-02-04 11:18
为了拓宽PA66纤维膜在骨缺损修复领域的应用范围,采用静电纺丝法制备了不同羟基磷灰石（HAP）掺杂量的PA66（尼龙66）/HAP复合纤维膜,并系统研究了HAP浓度对复合纤维膜形貌、纤维直径、结晶性能和生物相容性的影响。结果表明,通过静电纺丝可以获得纤维尺寸均匀的PA66/HAP复合纤维膜,且复合纤维膜中纤维的直径随着HAP掺量的增加先减小后增大。DSC结果表明,HAP能够促进PA66纤维膜中β型晶体的生长,且随着HAP含量的增加,PA66/HAP复合纤维膜的结晶度降低,柔韧性有所增加。XRD结果表明,PA66/HAP复合纤维膜保留了PA66和HAP的特性,且HAP特征衍射峰的强度正比于HAP的添加量。细胞毒性结果表明,纤维膜无细胞毒性,且HAP对细胞的增殖有明显的促进作用;纤维膜植入动物体内后未引起炎症反应,具备良好的植入安全性。动物实验结果表明,PA66/HAP复合纤维膜能够有效防止纤维组织的长入和引导骨的生长。综上可知,PA66/HAP复合纤维膜在骨缺损修复领域具备良好的应用前景。
【文章来源】：材料导报. 2020,34(12)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
纺丝液的零切黏度随PA66浓度的变化曲线
图2为不同PA66掺量的PA66/HAP复合纤维膜的SEM形貌图。从图2可以看出,采用纯PA66(HAP掺量为0%)溶液静电纺丝得到的纤维膜中的大部分纤维尺寸均一,但在复合纤维膜中存在少许的液滴和纺锤状纤维。这可能是因为PA66的带电荷能力较差,溶液挤出时在喷丝头的末端不能很好保持稳定的纺丝细流,纺丝液在溶剂完全挥发前就到达收集装置,纤维细丝未被完全牵伸就形成了纺锤状纤维和液滴。当HAP掺量为2.5%时,PA66/HAP复合纤维膜中液滴和纺锤状纤维的数量减少;随着体系中HAP含量的提高,纤维膜中的液滴和纺锤状纤维逐渐消失。Fong等[23]的研究表明,静电纺丝溶液的黏度增加可使纤维中不带珠状物或液滴。因此推测PA66/HAP静电纺丝膜中纺锤状纤维和液滴逐渐消失的原因可能是PA66/HAP纺丝液的带电荷能力得到改善,体系黏度有所增加,PA66/HAP纺丝溶液在喷丝头的末端能较好地保持稳定的纺丝细流,从而得到尺寸均匀的纤维。为了研究HAP掺量对PA66/HAP复合纤维膜中纤维直径的影响,随机选取纤维膜中的200根纤维并对其直径进行测量,结果如图3所示。从图3中可以看出,纯PA66(HAP掺量为0%)纤维的平均直径为105.37 nm,而HAP掺量为2.5%的PA66/HAP复合纤维膜中纤维的直径为91.45 nm,与纯PA66相比有所减小;但随着HAP的掺量增加到5%和10%时,复合纤维膜中纤维的直径分别达到133.37 nm和173.50 nm,与PA66相比增加较为明显。整体上,PA66/HAP复合纤维膜中纤维的平均直径呈先减小后增加的趋势,如图4所示。这可能是由于HAP的结构(结构式为Ca10(PO4)6(OH)2)中包含的两个羟基为极性基团,在溶液中加入一定量的HAP后,溶液的带电荷能力增强,溶液从针头挤出时在泰勒锥上聚集了更多的电荷,使锥体分裂产生的细流更多,得到的纤维直径减小。但随着HAP掺量的继续增加,溶液体系的黏度增大,纺丝时针头处锥体分裂成纤维细丝需克服的表面张力变大,因此在HAP掺量达到一定值时,黏度对纺丝直径的影响大于电荷对直径的影响,因此得到的纤维直径又增大。
为了研究HAP掺量对PA66/HAP复合纤维膜中纤维直径的影响,随机选取纤维膜中的200根纤维并对其直径进行测量,结果如图3所示。从图3中可以看出,纯PA66(HAP掺量为0%)纤维的平均直径为105.37 nm,而HAP掺量为2.5%的PA66/HAP复合纤维膜中纤维的直径为91.45 nm,与纯PA66相比有所减小;但随着HAP的掺量增加到5%和10%时,复合纤维膜中纤维的直径分别达到133.37 nm和173.50 nm,与PA66相比增加较为明显。整体上,PA66/HAP复合纤维膜中纤维的平均直径呈先减小后增加的趋势,如图4所示。这可能是由于HAP的结构(结构式为Ca10(PO4)6(OH)2)中包含的两个羟基为极性基团,在溶液中加入一定量的HAP后,溶液的带电荷能力增强,溶液从针头挤出时在泰勒锥上聚集了更多的电荷,使锥体分裂产生的细流更多,得到的纤维直径减小。但随着HAP掺量的继续增加,溶液体系的黏度增大,纺丝时针头处锥体分裂成纤维细丝需克服的表面张力变大,因此在HAP掺量达到一定值时,黏度对纺丝直径的影响大于电荷对直径的影响,因此得到的纤维直径又增大。图4 不同HAP掺量的PA66/HAP复合纤维膜的黏度和纤维直径
【参考文献】：
期刊论文
[1]Eu3+掺杂纳米片状羟基磷灰石的制备与表征[J]. 孙海娜,左桂福,韩大庆,崔向旭,刘珊珊,宗培肖. 中国陶瓷. 2017(12)
[2]溶液共混法制备碳纳米管/尼龙66复合材料及其性能[J]. 王志苗,白世河,张兴祥,王学晨. 复合材料学报. 2010(01)
[3]纳米羟基磷灰石/聚酰胺66仿生复合材料的非等温结晶动力学研究[J]. 张翔,李玉宝,左奕,吕国玉,牟元华. 功能材料. 2005(04)
[4]n-HA/PA系列生物医用复合材料的制备与表征[J]. 左奕,李玉宝,魏杰,韩劲,许凤兰. 功能材料. 2004(04)
本文编号：3018215
【文章来源】：材料导报. 2020,34(12)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
纺丝液的零切黏度随PA66浓度的变化曲线
图2为不同PA66掺量的PA66/HAP复合纤维膜的SEM形貌图。从图2可以看出,采用纯PA66(HAP掺量为0%)溶液静电纺丝得到的纤维膜中的大部分纤维尺寸均一,但在复合纤维膜中存在少许的液滴和纺锤状纤维。这可能是因为PA66的带电荷能力较差,溶液挤出时在喷丝头的末端不能很好保持稳定的纺丝细流,纺丝液在溶剂完全挥发前就到达收集装置,纤维细丝未被完全牵伸就形成了纺锤状纤维和液滴。当HAP掺量为2.5%时,PA66/HAP复合纤维膜中液滴和纺锤状纤维的数量减少;随着体系中HAP含量的提高,纤维膜中的液滴和纺锤状纤维逐渐消失。Fong等[23]的研究表明,静电纺丝溶液的黏度增加可使纤维中不带珠状物或液滴。因此推测PA66/HAP静电纺丝膜中纺锤状纤维和液滴逐渐消失的原因可能是PA66/HAP纺丝液的带电荷能力得到改善,体系黏度有所增加,PA66/HAP纺丝溶液在喷丝头的末端能较好地保持稳定的纺丝细流,从而得到尺寸均匀的纤维。为了研究HAP掺量对PA66/HAP复合纤维膜中纤维直径的影响,随机选取纤维膜中的200根纤维并对其直径进行测量,结果如图3所示。从图3中可以看出,纯PA66(HAP掺量为0%)纤维的平均直径为105.37 nm,而HAP掺量为2.5%的PA66/HAP复合纤维膜中纤维的直径为91.45 nm,与纯PA66相比有所减小;但随着HAP的掺量增加到5%和10%时,复合纤维膜中纤维的直径分别达到133.37 nm和173.50 nm,与PA66相比增加较为明显。整体上,PA66/HAP复合纤维膜中纤维的平均直径呈先减小后增加的趋势,如图4所示。这可能是由于HAP的结构(结构式为Ca10(PO4)6(OH)2)中包含的两个羟基为极性基团,在溶液中加入一定量的HAP后,溶液的带电荷能力增强,溶液从针头挤出时在泰勒锥上聚集了更多的电荷,使锥体分裂产生的细流更多,得到的纤维直径减小。但随着HAP掺量的继续增加,溶液体系的黏度增大,纺丝时针头处锥体分裂成纤维细丝需克服的表面张力变大,因此在HAP掺量达到一定值时,黏度对纺丝直径的影响大于电荷对直径的影响,因此得到的纤维直径又增大。
为了研究HAP掺量对PA66/HAP复合纤维膜中纤维直径的影响,随机选取纤维膜中的200根纤维并对其直径进行测量,结果如图3所示。从图3中可以看出,纯PA66(HAP掺量为0%)纤维的平均直径为105.37 nm,而HAP掺量为2.5%的PA66/HAP复合纤维膜中纤维的直径为91.45 nm,与纯PA66相比有所减小;但随着HAP的掺量增加到5%和10%时,复合纤维膜中纤维的直径分别达到133.37 nm和173.50 nm,与PA66相比增加较为明显。整体上,PA66/HAP复合纤维膜中纤维的平均直径呈先减小后增加的趋势,如图4所示。这可能是由于HAP的结构(结构式为Ca10(PO4)6(OH)2)中包含的两个羟基为极性基团,在溶液中加入一定量的HAP后,溶液的带电荷能力增强,溶液从针头挤出时在泰勒锥上聚集了更多的电荷,使锥体分裂产生的细流更多,得到的纤维直径减小。但随着HAP掺量的继续增加,溶液体系的黏度增大,纺丝时针头处锥体分裂成纤维细丝需克服的表面张力变大,因此在HAP掺量达到一定值时,黏度对纺丝直径的影响大于电荷对直径的影响,因此得到的纤维直径又增大。图4 不同HAP掺量的PA66/HAP复合纤维膜的黏度和纤维直径
【参考文献】：
期刊论文
[1]Eu3+掺杂纳米片状羟基磷灰石的制备与表征[J]. 孙海娜,左桂福,韩大庆,崔向旭,刘珊珊,宗培肖. 中国陶瓷. 2017(12)
[2]溶液共混法制备碳纳米管/尼龙66复合材料及其性能[J]. 王志苗,白世河,张兴祥,王学晨. 复合材料学报. 2010(01)
[3]纳米羟基磷灰石/聚酰胺66仿生复合材料的非等温结晶动力学研究[J]. 张翔,李玉宝,左奕,吕国玉,牟元华. 功能材料. 2005(04)
[4]n-HA/PA系列生物医用复合材料的制备与表征[J]. 左奕,李玉宝,魏杰,韩劲,许凤兰. 功能材料. 2004(04)
本文编号：3018215
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