【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(zhǎng)、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(lái)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(shí)，，通過(guò)找尋到高定向裂解石墨（HOPG）這一具有原子級(jí)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(duì)電沉積CS的影響，初步探討出CS電沉積的本身特性及微觀(guān)機(jī)理。采用SEM、TEM、AFM和XRD等表征手段對(duì)沉積物表面進(jìn)行分析。結(jié)果表明：經(jīng)過(guò)電泳沉積，CS的（110）晶面結(jié)晶峰顯著提高，CS的微觀(guān)結(jié)構(gòu)具有三個(gè)層次的定向排列：薄層中的納米級(jí)的分子聚集體的平行排列并組成長(zhǎng)條狀、這些微米級(jí)的長(zhǎng)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(shí)存在于沉積物表面的的微米級(jí)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(shí)間較長(zhǎng)得到的CS花簇狀結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)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(shí)間、溶液pH值及溶液濃度對(duì)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(jī)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(zhǎng)。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(zhǎng)電沉積時(shí)間還可有助于缺鈣型HA垂直于基地表面生長(zhǎng)，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(shí)驗(yàn)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(guò)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(guò)電沉積將二者共同沉積到陰極上，探索了電沉積時(shí)間、電壓和電流等電沉積條件對(duì)于共沉積的影響和共沉積時(shí)二者的相互影響與排列。采用了SEM、TEM、AFM和EDS等表征手段對(duì)沉積物表面進(jìn)行分析。結(jié)果表明：共沉積時(shí)，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(shí)間、電壓和電流對(duì)于散落著小球狀CS的HA大片堆的長(zhǎng)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(jí)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(jí)HA粉體和微晶，這些納米級(jí)HA不僅較普通的羥基磷灰石具有更強(qiáng)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(jiǎn)稱(chēng)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(shí)HAP是強(qiáng)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(jī)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(dú)通過(guò)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(guò)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(duì)于 HA 納米粒子的靜電穩(wěn)定機(jī)制，增加結(jié)果顯示，在 HA 含量比較大的情況下會(huì)形成 CS 吸砌結(jié)構(gòu)，而在 CS 的含量比較大時(shí)則會(huì)使得針狀 HA
【學(xué)位授予單位】：暨南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：R318.08

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2692962