羥基磷灰石的制備及羥基磷灰石-殼聚糖復(fù)合物性能研究.pdf

1、羥基磷灰石(hydroxyapatite，簡稱HA)是自然骨無機(jī)成分的主要部分，具有良好的生物相容性和生物活性，以及骨傳導(dǎo)性。但是純HA力學(xué)性能較差，強(qiáng)度較低，難以承受負(fù)荷或沖擊，因而限制了其在人體重骨組織修復(fù)的應(yīng)用。為了解決這個問題，提高HA的力學(xué)性能來滿足材料成型要求，使其在臨床上有更廣泛的應(yīng)用，本論文把HA與殼聚糖(chitosan，CS)結(jié)合制備成復(fù)合材料并對其性能作了初步的探討。 (1)電沉積法制備HA的研究。首先在壓

2、電石英晶振(Piezoelectric quartz crystal，簡稱PQC)表面電沉積制備磷酸鈣鹽。同時采用電化學(xué)石英晶體微天平(EQCM)監(jiān)測不同電流密度下電沉積過程，結(jié)果表明：晶體表面沉積的膜層質(zhì)量和表面致密程度受電流密度的影響，并且確定了最適合的電流密度為0.6mA/c㎡。隨后采用壓電石英阻抗技術(shù)(Piezoelectric quartz crystal impedance，PQCI)在線檢測電沉積產(chǎn)物磷酸鈣鹽在0.1mol

3、.l-1氫氧化鈉溶液中的堿處理過程。分析表明，HA的最終形成包括3個過程，酸性磷酸鈣鹽的溶解，相轉(zhuǎn)換過程，以及HA的最終形成。并運(yùn)用非線性回歸方法獲得靜態(tài)電容(Cs)曲線的擬合方程，求得相應(yīng)的參數(shù)。最后，采用掃描電鏡(SEM)、紅外光譜(FTIR)和X-射線衍射(XRD)對堿處理3個階段中晶體微觀形貌、組成和結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行進(jìn)一步分析。 (2)羥基磷灰石/殼聚糖復(fù)合材料(HA/CS)在模擬體液中礦化行為的研究。采用PQCI在線監(jiān)測

4、不同質(zhì)量配比復(fù)合材料的礦化過程，結(jié)果表明：HA/CS在模擬體液中的礦化過程導(dǎo)致石英晶體傳感器頻率顯著降低，當(dāng)復(fù)合材料中HA與CS的質(zhì)量配比為6：4時，礦化能力最強(qiáng)。PQCI實(shí)時在線監(jiān)測所得的頻率(f)、動態(tài)電阻(Rm)、動態(tài)電感(Lm)、動態(tài)電容(Cm)和靜態(tài)電容(Cs)等參數(shù)的變化可用于評價礦化過程中HA/CS復(fù)合材料的微觀變化。根據(jù)礦化過程中頻率與動態(tài)電阻的變化可將HA/CS在模擬體液中的礦化過程分成3個階段，并獲得各階段的動力學(xué)方

5、程。此研究方法為骨組織工程材料的制備提供一種新的實(shí)時監(jiān)測技術(shù)。同時采用電化學(xué)阻抗法(EIS)和循環(huán)伏安法(CV)法研究膜層礦化前后的變化，應(yīng)用FTIR以及SEM對礦化過程中膜層的組成和形貌進(jìn)行表征。 (3)人血清白蛋白(HSA)和卵清白蛋白(OVA)在HA/CS復(fù)合材料上吸附行為的研究。采用PQCI法對兩種蛋白質(zhì)吸附過程進(jìn)行在線檢測，分析參數(shù)△f、△Rm的變化趨勢，并分別對其進(jìn)行線性擬合。結(jié)果發(fā)現(xiàn)HSA吸附過程分兩個階段：首先是