表面改性纳米纤维素/羟基磷灰石纳米复合材料的制备与性能研究
2021-08-03杨可晴朱玉赵一阳杨京龙陈宗举张秀成
表面技术 2021年7期
杨可晴,朱玉,赵一阳,杨京龙,陈宗举,张秀成
(东北林业大学 化学化工与资源利用学院,哈尔滨 150040)
人工骨替代材料均具有良好的生物相容性、生物活性和骨传导性,可用于治疗骨缺损[1]。羟基磷灰石(HA)是一种生物活性矿物,还是天然骨无机盐的主要成分[2-6]。HA 能提高生物聚合物的骨传导性,可以促进骨细胞增殖和成骨细胞矿化,是目前公认的最具潜力的骨组织修复材料[7-8]。合成HA 晶体的许多特性与其粒径大小密切相关,当粒径介于1~100 nm时,纳米羟基磷灰石(n-HA)晶体与普通HA 颗粒相比,具有不同的物理、化学性质。其具有高表面积,与自然骨的化学相似性较高,相对于普通HA,有更大的表面能和更高的生物活性等[9-10]。但是,n-HA单独作为骨组织工程材料,存在脆性大、不易降解等诸多问题[11-13]。把高韧性的高分子基质与高刚性的n-HA 巧妙结合,使其最大程度地实现两种成分的优势互补和协同优化,可赋予仿生纳米复合材料高强韧的力学性能[14],解决骨组织工程材料的强度低、脆性大等问题。纳米纤维素(NCC)是一种从天然多糖高分子——纤维素纤维中提取的棒状纤维素晶体,直径为2~20 nm,长度可达几百纳米,具有很高的长径比或形态比[15]。同时,NCC 还具有结晶度高、柔韧性和生物相容性良好等特点[16-18]。纳米纤维素/羟基磷灰石(NCC/HA)复合材料不仅可显著改善骨材料的力学性能和生物相容性,组分中的HA 还可为骨修复部位提供优质钙、磷元素的来源[19]。
未经表面处理的NCC 极易团聚、亲水性强的特点,严重限制了其在复合材料领域中的应用。……
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