论文部分内容阅读
随着全球医疗事业的蓬勃发展,生物医用材料也迎来了飞速发展的辉煌时期。大尺度纤维在制备人工血管、人工韧带等植入器械时具有独特的优势,因此,大量研究者投入到新型生物医用纤维材料的开发中。聚己内酯（PCL）是经过FDA认证的生物可降解材料,拥有很好的生物相容性,能通过熔融纺丝或静电纺丝制备成纤维。但是,纯PCL纤维的力学性能较弱,拉伸强度很低,不适合在大载荷环境下的应用。羟基磷灰石[Ca10（PO4）6（OH）2]（HAp）是人类骨骼和牙齿中的主要无机成分,同样具有良好的生物相容性,是一种广泛用于牙科和骨损伤修复的生物材料。纳米级羟基磷灰石（Nano-hydroxyapatite,NHA）不仅具有良好的生物相容性,而且具有良好的骨传导性和骨诱导性,其在生理环境中的早期矿化行为是诱导骨细胞粘附和生长的基础。众多研究表明,纳米颗粒可以增强聚合物基体的力学性能,NHA/PCL纳米晶体复合材料也在此类范畴。本研究采用溶液共混/超声分散/冷冻干燥的方法将PCL和NHA两种材料共混和分散,通过熔融纺丝制备成NHA/PCL纳米晶体复合纤维,并对纳米粒子的分散性、NHA/PCL复合纤维的热学性能、力学性能和生物活性展开深入研究。结果表明,采用溶液共混/超声分散/冷冻干燥的方法可以将NHA纳米粒子均匀分散到PCL基体中,在复合比例小于0.05时不会发生严重团聚;采用熔融纺丝制备的NHA/PCL复合纤维直径为131-250?m,受复合比例、纺丝速度和牵伸倍数的综合影响;DSC表明NHA纳米颗粒阻碍了PCL分子链的规整排布,降低了PCL材料的熔融温度和结晶度,同时均匀分散的NHA纳米颗充当为PCL异相成核的成核点,加速PCL结晶;NHA纳米颗粒增强了PCL纤维的力学性能,这种增强作用来自于纳米棒晶与分子链特殊的“粘滞阻碍”作用;当NHA/PCL复合比例为0.05时,复合纤维力学性能达到最优,达到纺织上机要求;NHA纳米粒子增加了复合纤维表面的亲水性,能够诱导复合纤维在SBF模拟生理体液中矿化。