β-Ca2SiO4改性PHBV復(fù)合支架材料的制備及其生物相容性的研究的中期報(bào)告

β-Ca2SiO4改性PHBV復(fù)合支架材料的制備及其生物相容性的研究的中期報(bào)告一、研究背景近年來，隨著生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生物可降解聚合物在醫(yī)療領(lǐng)域中作為修復(fù)和支撐器械材料的應(yīng)用得到越來越廣泛的關(guān)注。聚羥基烷酸酯（PHBV）由于具有良好的生物相容性、可降解性和可控性，被認(rèn)為是一種理想的支架材料。然而，PHBV本身的力學(xué)性能較差，因此增強(qiáng)PHBV的力學(xué)性能成為制備具有良好生物相容性和應(yīng)用性能的支架材料的必要途徑。β-Ca2SiO4作為一種具有良好生物相容性和生物融合能力的無機(jī)材料，已被用作骨修復(fù)支架等醫(yī)學(xué)器械材料。因此，將β-Ca2SiO4引入PHBV復(fù)合材料中，有望在保持生物可降解性和生物相容性的同時(shí)，優(yōu)化材料的力學(xué)性能，為組織修復(fù)提供更好的支撐。二、研究目的本研究的目的是制備β-Ca2SiO4改性的PHBV復(fù)合支架材料，并研究其生物相容性。具體研究?jī)?nèi)容為：1.制備β-Ca2SiO4改性PHBV復(fù)合材料，優(yōu)化制備工藝和材料性能；2.測(cè)定材料的力學(xué)性能、熱性能和形態(tài)結(jié)構(gòu)等特性，并與單一PHBV材料進(jìn)行比較；3.評(píng)價(jià)材料的生物相容性，包括細(xì)胞毒性、細(xì)胞增殖性和組織兼容性等指標(biāo)；4.探討β-Ca2SiO4改性PHBV復(fù)合材料在組織工程修復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用前景。三、研究進(jìn)展1.β-Ca2SiO4的制備采用普通固相反應(yīng)法，在高純度的CaO和SiO2粉末按照化學(xué)配比進(jìn)行混合，混合物在氧化鋁罩內(nèi)，在1000℃下進(jìn)行煅燒10h，得到β-Ca2SiO4粉末。采用X射線粉末衍射（XRD）和掃描電子顯微鏡（SEM）對(duì)β-Ca2SiO4的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行表征，結(jié)果表明所制備的β-Ca2SiO4為純相且顆粒細(xì)小且均勻。2.β-Ca2SiO4修改PHBV復(fù)合材料的制備以PHBV和β-Ca2SiO4質(zhì)量比為100:30，將PHBV溶于氯仿中制備成5%的溶液，再加入不同比例的β-Ca2SiO4粉末并用機(jī)械攪拌混合，將混合物制備成膜狀，進(jìn)行真空干燥。制備出的樣品表面光滑，無明顯的顆?；蚩锥?。3.物理化學(xué)性質(zhì)的測(cè)試對(duì)制備后的樣品進(jìn)行掃描電鏡和傅里葉紅外光譜的測(cè)試，結(jié)果表明β-Ca2SiO4微粒均勻分布于PHBV基質(zhì)中，且表面能的測(cè)試顯示β-Ca2SiO4的引入使得PHBV復(fù)合材料表面能有所提高。通過熱重分析及差熱分析（TGA/DSC）的測(cè)試，得出復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性較純PHBV略有降低，但玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、熔融峰和結(jié)晶溫度的測(cè)試結(jié)果表明，相比PHBV，復(fù)合材料的熔融峰和結(jié)晶溫度有所提高，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度略有下降。4.生物相容性的測(cè)試將復(fù)合材料分別置于小鼠成纖維細(xì)胞（L929）和成年大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs）細(xì)胞培養(yǎng)液中進(jìn)行體外細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，并采用CCK-8法和Live/Dead染色法評(píng)估復(fù)合材料對(duì)細(xì)胞的毒性和增殖性。結(jié)果表明，PHBV/β-Ca2SiO4復(fù)合材料對(duì)細(xì)胞無毒性，且對(duì)BMSCs增殖有一定的促進(jìn)作用。此外，將復(fù)合材料置于大鼠皮下組織中，定期觀察植入部位的生物反應(yīng)和組織改變，結(jié)果表明復(fù)合材料在生物組織中的生物相容性較好。四、研究展望通過本中期報(bào)告的研究，已初步制備出PHBV/β-Ca2SiO4復(fù)合支架材料，并對(duì)其力學(xué)性能、熱性能、形態(tài)結(jié)構(gòu)和生物相容性進(jìn)行了初步測(cè)試。后續(xù)，將繼續(xù)對(duì)復(fù)合材料的性能進(jìn)行深入研究，如制備出