磁性殼聚糖復合材料的研究.pdf

1、磁性材料可以在外加磁場的用用下產(chǎn)生力響應(yīng)和熱響應(yīng)，這是本文工作的思想來源。本文在實驗室原有工作的基礎(chǔ)上，采用原位沉淀和原位復合對磁性殼聚糖復合材料的制備進行了研究，成功制備出了目標材料，并且受到骨結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，采用外加磁場對殼聚糖基質(zhì)中的納米顆粒分布進行了調(diào)控。 1.原位復合法制備殼聚糖/四氧化三鐵納米復合材料以殼聚糖膜為模板、NaOH溶液為凝固液，通過配制磁性殼聚糖前驅(qū)體溶液，然后采用原位復合法制備出磁性殼聚糖棒材。X射線粉末衍

2、射測試結(jié)果證實了原位復合法制備出磁性殼聚糖棒材中Fe3O4的生成，同時磁性能測試結(jié)果表明制備的磁性殼聚糖棒材具有超順磁性，能在理論上滿足磁性生物材料對磁性的要求。從數(shù)碼照片可以看出棒材具有宏觀層狀結(jié)構(gòu)，同時掃描電鏡測試結(jié)果表明復合棒材也具有微觀層狀結(jié)構(gòu)，詳細討論了層狀結(jié)構(gòu)形成的機理。并且可從透射電鏡照片得出生成的Fe3O4顆粒的粒徑大小約為15nm，在殼聚糖基質(zhì)中分布均勻。力學性能測試表明原位復合法制備出殼聚糖/四氧化三鐵棒材的棒材彎曲

3、強度達到98.8MPa(100/3，質(zhì)量比)，與純殼聚糖棒材相比強度沒有下降。 2.原位沉淀法制備四氧化三鐵/羥基磷灰石/殼聚糖棒材通過化學沉淀法制備四氧化三鐵/羥基磷灰石，然后以殼聚糖為基體，利用原位沉淀法將Fe3O4/HA與殼聚糖復合，制得四氧化三鐵/羥基磷灰石/殼聚糖復合材料。經(jīng)X射線粉末衍射測試、粒徑分布和磁性能測試，結(jié)果表明了四氧化三鐵/羥基磷灰石復合物的生成。系統(tǒng)研究了四氧化三鐵/羥基磷灰石/殼聚糖棒材力學性能的影響

4、因素，最終確定四氧化三鐵與羥基磷灰石質(zhì)量比為3：17，無機物與殼聚糖質(zhì)量比為9：91時，棒材的力學性能最優(yōu)，彎曲強度可達到87.0MPa，彎曲模量1.57GPa。 3.原位復合法制備殼聚糖/羥基磷灰石/四氧化三鐵納米復合材料采用原位復合法成功制備出殼聚糖/羥基磷灰石/四氧化三鐵納米復合材料，X射線粉末衍射測試結(jié)果表明生成的無機物為四氧化三鐵和羥基磷灰石，磁性能測試結(jié)果表明該復合材料具有超順磁性，飽和磁化強度能達到49.6emu/

5、g，經(jīng)透射電鏡觀察證實了生成的無機顆粒大小均一，粒徑大約為長30nm，寬20nm，且在基質(zhì)中分布均勻無明顯的團聚現(xiàn)象。從掃描電鏡照片可以得出制備的復合材料保持了純殼聚糖材料的層狀結(jié)構(gòu)。在組織長入材料過程中，應(yīng)力刺激或電磁刺激能夠產(chǎn)生促進組織長入材料，靜磁場能在含水生命組織中產(chǎn)生弱電流，這種弱電流能顯著的影響生命細胞的功能狀態(tài)。在電場和磁場的作用下，處于“靜止”狀態(tài)的原始細胞得以分化并形成新骨。本實驗室制備出的殼聚糖/羥基磷灰石/四氧化三

6、鐵(85：7.5：7.5，質(zhì)量比)棒材的力學性能達到118.5Mpa，考慮其具備的超順磁性，有望用于可承重部位的組織修復。 4.納米顆粒在殼聚糖基質(zhì)中的取向調(diào)控四氧化三鐵具有磁響應(yīng)性，外加磁場可以調(diào)控其取向和分布。在制備出殼聚糖/四氧化三鐵納米復合材料的基礎(chǔ)上，通過在制備材料的模具兩端加上平行磁場，引導四氧化三鐵納米顆粒在殼聚糖基質(zhì)中取向，TEM測試結(jié)果表明納米Fe3O4顆粒在磁場的作用下發(fā)生取向。同時在原位復合制備四氧化三鐵/