離子束誘導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)技術嘗試在化學氣相沉積(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,以及進行低能氮離子束轟擊,達到改善多壁碳納米管材料強疏水性,進而改善其細胞、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°,達到了改善多壁碳納米管的強疏水性(接觸角128.890)的目的。細胞相容性實驗選擇L929小鼠腫部成纖維細胞和EAHY926人內(nèi)皮細胞對功能化修飾的碳納米管進行細

3、胞粘附、生長測試,并配合掃描電鏡(sEM)觀察細胞在材料表面的粘附形態(tài)。實驗結(jié)果表明:在多壁碳納米管表面沉積碳氮薄膜和進行低能氮離子束轟擊均能明顯提高材料的細胞相容性,并且隨著N/C以及N元素含量的增高,材料的細胞相容性更優(yōu)秀。細胞在沉積CNo27薄膜和含氮9.28%的碳納米管材料表面增值、生長最旺盛,最高細胞濃度達到普通納米管最高細胞濃度的2-6倍,細胞形態(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行了血小板粘附、溶血、動態(tài)凝血實驗,使用掃描電鏡觀察、對比了血小板、紅細胞在功能化前后的碳納米管材料表面的聚集情況和細胞形態(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%)、在材料表面團聚少,溶血率較低(0.70-3.12%),凝血時間長(27-50