明胶/碳纳米管/羟基磷灰石纳米纤维支架的制备及性能研究
发布时间：2021-06-28 12:24
采用静电纺丝法制备出明胶/碳纳米管/羟基磷灰石复合纤维支架。这种支架具有很好的三维结构,是一种新型的、具有很好的生物模拟仿生支架,可用于骨组织工程。评价了材料机械性能、矿化性能和生物相容性,并通过DAPI染色实验进一步研究了成骨细胞在复合材料上的增殖情况。1.优化得出电纺备明胶/碳纳米管/羟基磷灰石复合纤维支架合适的工艺参数：（电压为10 kV,接收距离为12 cm）和HA添加量（40%）。纤维中明胶和羟基磷灰石/碳纳米管之间是通过氢键发生作用。纤维支架具有良好的机械支撑（7.9±0.32MPa）和高孔隙率（91.2%）,同时,纤维的表面趋于粗糙,这些都为成骨细胞（hFOBs）的附着、矿化以及增殖提供了一个有利的仿生环境。2.研究发现,羟基磷灰石或碳纳米管/羟基磷灰石纳米颗粒的引入导致了纳米纤维支架孔隙率的增加以及机械强度的增强,同时纳米纤维的表面趋于粗糙。羟基磷灰石纳米粒子可以作为螯合剂,以促进成骨速率和矿化速率,并且碳纳米管具有与羟基磷灰石协同的作用以诱导磷灰石矿物质的形成。3.与明胶纤维支架、明胶/羟基磷灰石纤维支架相比,在体外培养中,成骨细胞在明胶/多壁碳纳米管/羟基磷灰石支架...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１不同接收距离的ｇｅｌａｔｉｎ／ＨＡ纤维电籍图??
Ｆｉｇ２．２?ＳＥＭ?ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｓ?ｏｆ?ｇｅｌａｔｉｎ／ＨＡ?ｎａｎｏｆｉｂｅｒｓ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｓｐｉ口ｎｉｎｇ?ｖｏｌｔａｇｅ??２．４．３溶液中明胶与径基磯灰石的最佳配比??为了制备出较好的纤维支架，讨论明胶与姪基磯灰石的最佳配比。图２．３显示??的是在电场强度为化８３ｋＶ／ｃｍ的条件下，明胶与哲基磯灰石不同质量比的纳米纤??维的扫描电镜图。由图２．３对比可Ｗ看出，纯的未加入哲基磯灰石的明胶电纺纤维??的平均直径为４５化１５ｎｍ，当加入的经基磯灰石含量增加到２０％?（图ｂ）和４０％?（图??Ｃ）（占明胶的质量分数）时，纤维的平均直径分别减小到４０化１８ｎｍ和％化ｌＯｎｍ。??送表明Ｉ随着径基磯灰石含量的增加，纤维的平均直径会逐渐变小，原因可能是??当弦基磯灰石的含量增多时，使得明胶与径基憐灰石溶液体系的粘度下降，分子??链之间缠结度出现减弱
２．４．４纤维膜的傅里叶红外光谱（ＦＴ－化）分析??众所周知骨架材料在骨组织工程中扮演着重要的角色，它将作为新骨的成长??载体，因此骨架材料的结构和性能也相当重要。图２．４是明胶，ＨＡ和ｇｅｌａｔｉｉｉ／ＨＡ??（ＨＡ为２０％?（占ｇｅｌａｔｉｎ质量百分数））纳米纤维的傅里叶红外光谱图。从图２．４??可Ｗ看出，在圈ａ（ｇｅｌａｔｉｎ）中，在?３４２８ｃｍ？ｌ处有一个较强的ＮＨ伸缩振动吸收峰，??在１６５４和１５４１ｃｍ＾ｉ处分别是明胶的酷胺Ｉ和酌胺ＩＩ特征吸收峰。在图ｂ（ＨＡ）中，??在３４２６ｃｍ－ｉ处是－ＯＨ基团的伸缩振动吸收峰，在６３３ｃｍ－ｉ处是－ＯＨ的弯曲振动吸??收峰，在１１０２和９６３ｃｍ－ｉ处是Ｐ〇４３－的Ｐ－０伸缩振动吸收峰。在６０３和５６６ｃｍ－■处??是Ｐ〇４３？的Ｐ－０弯曲振动吸收峰。在明胶／経基磯灰石纳米纤维的红外图中可看出，??径基礎灰石在６３３ｃｍ－ｉ，９６３ｃｍ－＇处的特征吸收峰均已消失，而明胶在醜胺带的两??处特征吸收峰（１６５４和１５４１ｃｍ＇ｉ）均减弱，姪基憐灰石在１１０２ｃｍ－ｉ处的吸收峰（图??２．４．ｂ）向低波段移动至１０９５ｃｍ－ｉ
【参考文献】：
期刊论文
[1]静电纺丝技术及其应用进展[J]. 杨守共,李向葵,罗素丹,何艺,范芳芳,翟云云,刘海清. 科技展望. 2014(12)
[2]静电纺丝纳米纤维在骨组织工程中的应用[J]. 徐炜,尹晓红,张灏,陈峰,钱齐荣. 中国矫形外科杂志. 2014(10)
[3]静电纺丝纳米纤维在过滤材料中的应用研究进展[J]. 高阳,蔡志江. 高分子通报. 2013(12)
[4]静电纺纳米纤维对复合材料层间增强增韧的研究进展[J]. 邢亮,吴宁,焦亚男. 材料导报. 2013(15)
[5]新一代组织工程细胞支架的研究进展[J]. 李志义,丁兆红,刘志军. 组织工程与重建外科杂志. 2012(03)
[6]静电纺丝纳米纤维的应用进展[J]. 李岩,仇天宝,周治南,徐小燕. 材料导报. 2011(17)
[7]医用金属材料相关产品的应用现状和发展趋势[J]. 中国组织工程研究与临床康复. 2010(51)
[8]骨组织工程的发展趋势[J]. 崔福斋. 中国医疗器械信息. 2010(02)
[9]多孔复合材料PHBV-SGBG的体外细胞相容性和体内成骨性[J]. 唐倩,陈建洪,吴坚,王萍,彭助力,梁焕友,陈晓峰,吴刚. 中华生物医学工程杂志. 2010 (01)
[10]静电纺丝法制造纳米纤维的工业化[J]. 山下義裕,刘辅庭. 合成纤维. 2010(01)
博士论文
[1]胶原蛋白支架复合自体BMSCs修复关节软骨缺损动物实验研究[D]. 张颖.第三军医大学 2011
[2]混合、同轴与乳液静电纺丝方法制备活性组织工程支架[D]. 李晓强.东华大学 2009
[3]气泡静电纺丝技术及其机理研究[D]. 刘雍.东华大学 2008
[4]成骨细胞、生长因子复合生物活性支架的骨再造研究[D]. 朱慧勇.浙江大学 2003
硕士论文
[1]PLGA微球在壳聚糖支架内的缓释研究[D]. 梅冠宇.大连理工大学 2009
[2]皮肤组织工程种子细胞与支架材料的生物学研究[D]. 王秀燕.厦门大学 2008
[3]两种纳米纤维的制备与表征及其电场取向行为的研究[D]. 徐群星.湘潭大学 2008
[4]大体积细胞支架制备与表面改性研究[D]. 张永红.重庆大学 2006
[5]碳纳米管对电磁波吸收特性的研究[D]. 汪洁洋.湖南大学 2005
本文编号：3254313
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１不同接收距离的ｇｅｌａｔｉｎ／ＨＡ纤维电籍图??
Ｆｉｇ２．２?ＳＥＭ?ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｓ?ｏｆ?ｇｅｌａｔｉｎ／ＨＡ?ｎａｎｏｆｉｂｅｒｓ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｓｐｉ口ｎｉｎｇ?ｖｏｌｔａｇｅ??２．４．３溶液中明胶与径基磯灰石的最佳配比??为了制备出较好的纤维支架，讨论明胶与姪基磯灰石的最佳配比。图２．３显示??的是在电场强度为化８３ｋＶ／ｃｍ的条件下，明胶与哲基磯灰石不同质量比的纳米纤??维的扫描电镜图。由图２．３对比可Ｗ看出，纯的未加入哲基磯灰石的明胶电纺纤维??的平均直径为４５化１５ｎｍ，当加入的经基磯灰石含量增加到２０％?（图ｂ）和４０％?（图??Ｃ）（占明胶的质量分数）时，纤维的平均直径分别减小到４０化１８ｎｍ和％化ｌＯｎｍ。??送表明Ｉ随着径基磯灰石含量的增加，纤维的平均直径会逐渐变小，原因可能是??当弦基磯灰石的含量增多时，使得明胶与径基憐灰石溶液体系的粘度下降，分子??链之间缠结度出现减弱
２．４．４纤维膜的傅里叶红外光谱（ＦＴ－化）分析??众所周知骨架材料在骨组织工程中扮演着重要的角色，它将作为新骨的成长??载体，因此骨架材料的结构和性能也相当重要。图２．４是明胶，ＨＡ和ｇｅｌａｔｉｉｉ／ＨＡ??（ＨＡ为２０％?（占ｇｅｌａｔｉｎ质量百分数））纳米纤维的傅里叶红外光谱图。从图２．４??可Ｗ看出，在圈ａ（ｇｅｌａｔｉｎ）中，在?３４２８ｃｍ？ｌ处有一个较强的ＮＨ伸缩振动吸收峰，??在１６５４和１５４１ｃｍ＾ｉ处分别是明胶的酷胺Ｉ和酌胺ＩＩ特征吸收峰。在图ｂ（ＨＡ）中，??在３４２６ｃｍ－ｉ处是－ＯＨ基团的伸缩振动吸收峰，在６３３ｃｍ－ｉ处是－ＯＨ的弯曲振动吸??收峰，在１１０２和９６３ｃｍ－ｉ处是Ｐ〇４３－的Ｐ－０伸缩振动吸收峰。在６０３和５６６ｃｍ－■处??是Ｐ〇４３？的Ｐ－０弯曲振动吸收峰。在明胶／経基磯灰石纳米纤维的红外图中可看出，??径基礎灰石在６３３ｃｍ－ｉ，９６３ｃｍ－＇处的特征吸收峰均已消失，而明胶在醜胺带的两??处特征吸收峰（１６５４和１５４１ｃｍ＇ｉ）均减弱，姪基憐灰石在１１０２ｃｍ－ｉ处的吸收峰（图??２．４．ｂ）向低波段移动至１０９５ｃｍ－ｉ
【参考文献】：
期刊论文
[1]静电纺丝技术及其应用进展[J]. 杨守共,李向葵,罗素丹,何艺,范芳芳,翟云云,刘海清. 科技展望. 2014(12)
[2]静电纺丝纳米纤维在骨组织工程中的应用[J]. 徐炜,尹晓红,张灏,陈峰,钱齐荣. 中国矫形外科杂志. 2014(10)
[3]静电纺丝纳米纤维在过滤材料中的应用研究进展[J]. 高阳,蔡志江. 高分子通报. 2013(12)
[4]静电纺纳米纤维对复合材料层间增强增韧的研究进展[J]. 邢亮,吴宁,焦亚男. 材料导报. 2013(15)
[5]新一代组织工程细胞支架的研究进展[J]. 李志义,丁兆红,刘志军. 组织工程与重建外科杂志. 2012(03)
[6]静电纺丝纳米纤维的应用进展[J]. 李岩,仇天宝,周治南,徐小燕. 材料导报. 2011(17)
[7]医用金属材料相关产品的应用现状和发展趋势[J]. 中国组织工程研究与临床康复. 2010(51)
[8]骨组织工程的发展趋势[J]. 崔福斋. 中国医疗器械信息. 2010(02)
[9]多孔复合材料PHBV-SGBG的体外细胞相容性和体内成骨性[J]. 唐倩,陈建洪,吴坚,王萍,彭助力,梁焕友,陈晓峰,吴刚. 中华生物医学工程杂志. 2010 (01)
[10]静电纺丝法制造纳米纤维的工业化[J]. 山下義裕,刘辅庭. 合成纤维. 2010(01)
博士论文
[1]胶原蛋白支架复合自体BMSCs修复关节软骨缺损动物实验研究[D]. 张颖.第三军医大学 2011
[2]混合、同轴与乳液静电纺丝方法制备活性组织工程支架[D]. 李晓强.东华大学 2009
[3]气泡静电纺丝技术及其机理研究[D]. 刘雍.东华大学 2008
[4]成骨细胞、生长因子复合生物活性支架的骨再造研究[D]. 朱慧勇.浙江大学 2003
硕士论文
[1]PLGA微球在壳聚糖支架内的缓释研究[D]. 梅冠宇.大连理工大学 2009
[2]皮肤组织工程种子细胞与支架材料的生物学研究[D]. 王秀燕.厦门大学 2008
[3]两种纳米纤维的制备与表征及其电场取向行为的研究[D]. 徐群星.湘潭大学 2008
[4]大体积细胞支架制备与表面改性研究[D]. 张永红.重庆大学 2006
[5]碳纳米管对电磁波吸收特性的研究[D]. 汪洁洋.湖南大学 2005
本文编号：3254313
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