石墨烯表面修饰促进碳纤维增强聚醚醚酮（CFR-PEEK）生物化研究

发布时间：2021-07-20 23:41

　　研究背景骨科内植物可以有效恢复骨骼、关节的结构和功能,主要用于治疗创伤、关节炎、骨肿瘤、感染/药物相关骨坏死引起的各种骨关节损伤。目前,多种材料如金属、陶瓷、聚合物及复合材料等,作为基底材料在骨科内植物制备中得到广泛应用。金属（如不锈钢、钛合金等）作为骨科内植物最常用的材料,具有良好的机械强度和耐摩擦性能,但是金属内植物植入后会引起应力遮挡,金属材料的不透X线以及有害金属离子释放等因素限制了其广泛应用。陶瓷（如三氧化二铝、羟基磷灰石、生物玻璃等）具有优异的生物相容性和良好的耐腐蚀性,但力学性能、断裂韧性和延展性低,无法满足作为骨科内植物负重的要求。聚四氟乙烯（PTFE）和聚乳酸（PLA）等聚合物作为植入物材料虽然已广泛应用于生物医学,然而灭菌处理会破坏材料的力学性能,进而影响聚合物材料的稳定性,因此只有少数聚合物材料可以用作骨科植入物的制备。聚醚醚酮（PEEK）作为热塑性特种工程塑料,具有耐高温、耐腐蚀等优良性能,在灭菌过程中能够保持材料的稳定性,但聚醚醚酮的力学性能和耐磨性能较差,无法满足作为骨科内植物基底材料的要求。由于强度高、模量高、密度小、耐高温等优势,碳纤维作为增强材料主要应... 

【文章来源】：中国人民解放军空军军医大学陕西省 211工程院校

【文章页数】：114 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

提高PEEK材料生物活性方法

图 2 石墨烯促进 MSCs 黏附、增殖及成骨分化的可能机制.1 石墨烯促进 MSCs 黏附及增殖的机制细胞形态在细胞黏附、增殖及分化等生物进程中发挥调控作用，研究表明细 MSCs 向成骨细胞分化的关键调控因子[111]。细胞黏附是细胞发挥增殖、蛋白矿化等功能至关重要的前提。Kalbacova 等研究表明，在 SiO2基底上培养的 BM了相对较小、较弱，且集中在细胞末端突起的黏附斑，细胞处于相对静止状 CVD 生长石墨烯表面培养的 BMSCs 处于活性状态，黏附斑面积较大且均匀胞边缘；在接种 48 小时后 BMSCs 均匀地覆盖在 CVD 生长石墨烯表面，但在上仅形成“孤岛”，细胞计数结果表明石墨烯组细胞明显多于 SiO2组细胞[12]。黏附斑与基底材料的纳米结构有关，Kim 等提出 GO 薄膜独特的纳米形貌是斑形成的主要因素之一[112]。Porwal H 等将石墨烯纳米颗粒（GNP）添加到玻璃中制备高导电性复合材料，将其应用于骨组织工程时，可以明显促进细

空军军医大学博士学位论文利用物理吸附原理将 PMMA/石墨烯薄膜转移至 CFR-PEEK 材料表面(所CFR-PEEK 材料在使用前均给予表面抛光处理)，待材料自然干燥 24 小时后，其转移至烘箱内烘干（温度 60℃，时间 4 小时）。将烘干的 PMMA/石墨烯/CFR-PEEK 转移至丙酮溶液中，溶解 24-48 小时PMMA 完全溶解，得到石墨烯表面修饰 CFR-PEEK（G-CFR-PEEK）。因为丙毒易挥发，PMMA 溶解过程中应注意严格密封保存，操作过程中应当加强防同时保持足够的丙酮以完全溶解 PMMA。按照无水乙醇、去离子水、去离子水的顺序对 G-CFR-PEEK 进行 3 次超声清每次 5 分钟，待自然晾干后将 G-CFR-PEEK 放入 60℃烘箱烘干。


本文编号：3293842