基于納米纖維織物和纖維素晶須的仿生礦化構建骨修復材料的研究.pdf

1、工業(yè)、交通、體育事業(yè)等的高速發(fā)展以及全球人口老齡化程度加劇導致了人體骨組織缺損或功能障礙的現(xiàn)象非常普遍，因此臨床對骨替代材料具有很大的需求。對于骨組織的修復和治療，以往采用的多是自體骨移植和異體骨移植，但都存在較大的缺陷。隨著科學技術的發(fā)展，現(xiàn)在臨床上廣泛采用人工制備的生物醫(yī)學材料作為骨修復或替代材料。
　　本研究以仿生天然骨結構為出發(fā)點，采用兩種不同的制備方案，獲得了均具有較好的生物學和生物力學性能的骨修復材料。一種材料是由礦化

2、的納米纖維構建的仿生天然骨結構的骨修復材料，即利用靜電紡絲技術紡成了納米纖維沿軸取向并具有一定捻度的紗線，并利用機織的方法將納米紗線編織成多層的織物，通過模擬體液對多層織物進行礦化后以構建織物增強的骨仿生材料。
　　結果顯示，在聚乳酸（PLA）和柞蠶絲素蛋白（TSF）質量比為9：1時，通過靜電紡的方法能夠制備連續(xù)的紗線，且紗線具均勻的細度和良好的力學性能。由上述紗線制備的多層納米纖維織物的楊氏模量和拉伸斷裂強度分別為417.65M

3、Pa和180.36MPa，織物礦化后顯示了一個更高的壓縮模量1082.54MPa和壓縮應力91.97MPa。相關的生物學性能的研究顯示了礦化前后的復合納米纖維織物更有利于細胞的生長、增殖和功能性表達。另一種是由礦化的納米纖維素晶須構建的骨修復材料，主要是通過靜電自組裝仿生礦化得到羧甲基化的纖維素納米晶須（SCNW）/羥基磷灰石（HAP）復合粒子，并結合桑蠶絲素蛋白來制備密度和孔隙率呈梯度分布的多孔骨修復材料。結果顯示，對納米晶須表面的羧

4、甲基化改性處理實現(xiàn)了在晶須表面對HAP的微觀調控生長，殼聚糖（CS）調控共沉淀法生成的HAP晶體呈現(xiàn)弱的結晶態(tài)，具有較小的晶粒尺寸（平均尺寸30.2nm），這與天然骨中的HAP尺寸（10-50nm）相似。壓縮性能顯示，利用SCNW與HAP質量比為1:4的復合粒子與SF混合制備的梯度材料的壓縮強度（142.68MPa）和壓縮模量（2013.27MPa）與天然骨力學測試值相當。體外細胞培養(yǎng)結果表明，制備的SCNW/HAP-TSF（1:4）復