铈锌共掺杂HA-GP复合物合成及抗菌性研究
2021-05-18袁秋华梁进仁简友亮李瑞龙代小毅吴文珊
深圳大学学报(理工版) 2021年3期
关键词:复合材料
袁秋华,石 鑫,梁进仁,万 磊,简友亮,杨 袁,李瑞龙,代小毅,吴文珊
深圳大学化学与环境工程学院,广东深圳 518060
羟基磷灰石(hydroxyapatite, HA)具有晶胞的构造,单胞由10个Ca2+、6个PO43-和2个OH-组成,化学式为Ca10(PO4)6(OH)2.这种结构使HA拥有特殊的稳固能力,其溶液能稳定地接受大量的阴离子和阳离子取代基[1],形成共掺杂复合结构,使合成材料同时具有多种性能.这其中又以微量元素掺杂功效最为突出,不同的元素掺杂不仅可以改善HA的生物学性能,还能改善其物理学性能[2],使其能更好地替代人体骨组织[3].由于HA拥有较好的生物相容性,所以植入人体作为骨替代材料时,更利于人体自身的骨传导和骨细胞的附着和增殖[4].因此,在更换、修复受损或受伤的骨骼临床应用方面,合成羟基磷灰石复合材料具有广泛的应用前景[5].但与人体自然形成的骨骼相比,HA材料仍有明显的缺陷,如韧性不足、脆性较大.而石墨烯(graphene, GP)的添加能大大增加HA的韧性,同时能保留HA自身的各种良好特性[6].
含铈(Ce)的化合物具有一定的抗菌性[7],因此铈是某些抗菌药物不可缺少的元素.另外,Ce元素具有很好的抗氧化活性,可用于治疗如辐射与老化引起的细胞衰老或细胞死亡[8].而Ce掺杂HA主要应用于骨治疗领域,源于Ce的抗菌性和抗氧化性:抗菌性可以防止细菌的增殖从而保证骨细胞更好地繁殖;抗氧化性可以减缓骨细胞的衰亡,保证骨细胞有良好的细胞周期,加快骨组织再生,提高治疗效率[9-10].
锌(Zn)元素存在于人体的大部分组……
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