【摘要】：具有殼聚糖（CS）和羥基磷灰石（HA）涂層的骨植入材料的表面形貌極大地影響著細(xì)胞的黏附和生長、新組織的形成與取代。 電沉積生物大分子及礦物質(zhì)膜構(gòu)建生物材料功能表面之技術(shù)越來越受到青睞，本文在電泳沉積殼聚糖以獲得納米結(jié)構(gòu)表面時，，通過找尋到高定向裂解石墨（HOPG）這一具有原子級平整表面的導(dǎo)電材料作為陰極，排除了金屬陰極表面的不平整對電沉積CS的影響，初步探討出CS電沉積的本身特性及微觀機理。采用SEM、TEM、AFM和XRD等表征手段對沉積物表面進(jìn)行分析。結(jié)果表明：經(jīng)過電泳沉積，CS的（110）晶面結(jié)晶峰顯著提高，CS的微觀結(jié)構(gòu)具有三個層次的定向排列：薄層中的納米級的分子聚集體的平行排列并組成長條狀、這些微米級的長條狀結(jié)構(gòu)的平行排列且之間存在的“橋接”結(jié)構(gòu)和沉積物較厚時存在于沉積物表面的的微米級的花簇狀結(jié)構(gòu)排列。這是首次尋找到電泳初始階段的CS分子聚集體的平行排列和沉積時間較長得到的CS花簇狀結(jié)構(gòu)的生長模式和表面特征。 為探索羥基磷灰石在含碳基體上電化學(xué)沉積，本文也采用了高定向裂解石墨片作為陰極材料，探索出了電沉積時間、溶液pH值及溶液濃度對沉積層成分和形貌的影響，利用TEM、SEM、AFM及EDS等方式進(jìn)行表征分析，并初步探討了羥基磷灰石電沉積機理。電化學(xué)沉積的沉積物表面為多孔狀結(jié)構(gòu)，這非常有利于細(xì)胞的生長。并且可以得到理想的單層片狀結(jié)構(gòu)，即比較規(guī)整完善的多孔狀單層HA涂層。而延長電沉積時間還可有助于缺鈣型HA垂直于基地表面生長，且可促進(jìn)鈣磷比增加。本文的研究將為為電沉積羥基磷灰石的應(yīng)用提供必要的理論和實驗支持。 為探究殼聚糖（CS）和羥基磷灰石（HA）的共沉積特性，以HOPG為陰極極板，通過將部分含有CS的PC液溶入鈣磷鹽水溶液得到混合溶液，再通過電沉積將二者共同沉積到陰極上，探索了電沉積時間、電壓和電流等電沉積條件對于共沉積的影響和共沉積時二者的相互影響與排列。采用了SEM、TEM、AFM和EDS等表征手段對沉積物表面進(jìn)行分析。結(jié)果表明：共沉積時，二者互相影響導(dǎo)致只呈現(xiàn)出HA的層片狀結(jié)構(gòu)和CS的小球狀結(jié)構(gòu).即CS的存在導(dǎo)致了HA只存在層片狀這一種片狀結(jié)構(gòu)和鈣磷比的增加，HA的存在導(dǎo)致了CS的棒狀結(jié)構(gòu)消失。電沉積時間、電壓和電流對于散落著小球狀CS的HA大片堆的長大有著相似的正相關(guān)性。
【圖文】：

其中羥基磷灰石具有與自然骨相近的組成及結(jié)構(gòu)，具有良好的生物相容性、生物活性和骨傳導(dǎo)性能，使其在生物材料領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。納米級羥基磷灰石具有表面效應(yīng)，小尺寸效應(yīng)及量子效應(yīng)等性能，從而使其呈現(xiàn)出廣闊應(yīng)用前景。研究者們已合成出柱狀和針狀等各式形狀的納米級HA粉體和微晶，這些納米級HA不僅較普通的羥基磷灰石具有更強的生物活性，還表現(xiàn)出了一些特殊作用如抗癌作用，以及可以作為某些藥物的緩釋載體等特性[15]。羥基磷灰石(Hydroxyapatite，簡稱為HA)，分子式為Ca10(PO4)6(OH)2，微溶于純水，呈弱堿性(pH=7～9)，易溶于酸，難溶于堿。同時HAP是強離子交換劑，分子中的Ca2+易被Cd2+、Hg2+、Sr2+、Ba2+和Pb2+等有害重金屬離子置換[16]，還可以與含羥基的氨基酸、蛋白質(zhì)、有機酸等發(fā)生交換反應(yīng)，所以在環(huán)保領(lǐng)域里的應(yīng)用潛力巨大。HAP是磷灰石的一種典型結(jié)構(gòu)的代表，磷灰石的晶體結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。

圖 1-2 殼聚糖電泳的示意圖Fig 1-2 Illustration for the electrophoretic deposition of 聚糖/羥基磷灰石的復(fù)合物身也可單獨通過電泳沉積得到具有納米結(jié)構(gòu)的涂層[糖和 HA 二者進(jìn)行復(fù)合[91-92]，其中 Redepenning 等[91]鹽-殼聚糖涂層，然后在 NaOH 水溶液中加熱后可轉(zhuǎn)的方法過于繁瑣且不能得到較為可控的表面形貌。]則直接用電泳沉積法將 HA 納米粒子和 CS 大分子高 pH 的陰極處發(fā)生中合作用從而沉積出 CS 并被吸也導(dǎo)致了對于 HA 納米粒子的靜電穩(wěn)定機制，增加結(jié)果顯示，在 HA 含量比較大的情況下會形成 CS 吸砌結(jié)構(gòu)，而在 CS 的含量比較大時則會使得針狀 HA
【學(xué)位授予單位】：暨南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：R318.08

【參考文獻(xiàn)】

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1 周長忍;羅傳旭;李立華;馬春燕;;電沉積羥基磷灰石及其復(fù)合物涂層的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報;2011年09期

2 王月勤;陶杰;何娉婷;;二氧化鈦納米管上電沉積羥基磷灰石[J];材料科學(xué)與工程學(xué)報;2007年02期

3 楊靈芳;左禹;熊金平;趙旭輝;;在類仿生溶液中電沉積羥基磷灰石涂層的性能[J];材料研究學(xué)報;2008年04期

4 時海燕;胡仁;林昌健;;電沉積法可控制備納米羥基磷灰石涂層的研究[J];功能材料;2006年01期

5 羅傳旭;馬春燕;李立華;周長忍;;電泳沉積殼聚糖的微觀機理探究[J];功能材料;2011年07期

6 胡皓冰,林昌健,冷揚;電化學(xué)共沉積制備有機高聚物/鈣磷復(fù)合陶瓷膜層—ⅠXRD、SEM表征及生物活性研究[J];生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志;2003年01期

7 趙中偉,李洪桂,孫培梅,李運姣,霍廣生,興戶正純,市野良一;電化學(xué)沉積生物陶瓷新方法[J];稀有金屬與硬質(zhì)合金;2002年01期

8 趙中偉,張剛,李洪桂;Preparation of calcium phosphate coating on pure titanium substrate by electrodeposition method[J];Journal of Central South University of Technology(English Edition);2004年02期

9 張二林,楊柯;Coating of calcium phosphate on biometallic materials by electrophoretic deposition[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2005年05期

10 趙中偉;陳愛良;陳星宇;孫培梅;李洪桂;;脈沖陰極電沉積羥基磷灰石涂層[J];中國有色金屬學(xué)報;2005年12期

本文編號：2692962