改進(jìn)混粒共澆法制備磁性多孔組織工程支架及其表征

劉淑英

摘 要：采用聚乳酸溶液、NaCl粒子和Fe3O4粉末為原料，制備了可用于組織工程的磁性多孔生物支架材料，并對(duì)材料的磁性能、微觀結(jié)構(gòu)和XRD衍射進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，該工藝不僅可以形成多孔結(jié)構(gòu)，還能有效包裹磁性粉末材料，保留了良好的磁性能。

關(guān)鍵詞：組織工程支架；多孔材料；磁性支架；聚乳酸

中圖分類號(hào)：TB383.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.06.099

在材料科學(xué)領(lǐng)域，采用磁性粉末共混制備磁性樹(shù)脂基復(fù)合材料的材料已經(jīng)相當(dāng)廣泛，因此，將這些技術(shù)方案應(yīng)用于磁性多孔支架的制備是可行的。本文通過(guò)改進(jìn)常見(jiàn)的用于制備多孔生物支架材料的溶液澆鑄/粒子淋洗法，并采用將聚乳酸溶液澆鑄進(jìn)磁性粒子和鹽粒子的預(yù)共混模具堆的方案，制備了有效、均勻和分散的磁性粒子多孔生物支架，并進(jìn)行了表征測(cè)試，初步探索了該制備方案。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 原料

生物醫(yī)藥級(jí)聚乳酸從國(guó)藥試劑采購(gòu)，重均分子量為Mw～20 000，NaCl粒子和Fe3O4粉末均為分析純，并使用分析純氯仿作為溶劑。

1.2 粉料預(yù)混

將NaCl粒子研磨后，先后用60和300目的篩子篩取粒徑在50～250 μm之間的顆粒，將Fe3O4粉末用高速刀片粉磨后，采用800目的篩子篩過(guò)，保留粒徑在18 μm以下的粉末，并在2種粉料共混攪拌后超聲處理30 min，得到Fe3O4粉末有效黏附分散在NaCl粒子表面的粉料共混物。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知，采用溶澆/淋鹽法制備多孔材料時(shí)，高分子材料與鹽粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比大約為1∶10. 因此，在粉料配比中加入的Fe3O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%，這樣在制備過(guò)程中物料損失后，估算出淋洗后最終多孔材料中Fe3O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為15%. 該質(zhì)量分?jǐn)?shù)估算是表征磁性能的重要參考。

1.3 材料成型

將上述共混物在聚四氟乙烯磨具上鋪成1.5 mm厚的鹽層，并將聚乳酸的氯仿溶液從邊緣緩慢倒入鹽層中，使溶液滲透分散在鹽層中間，真空保存48 h晾干溶劑后，將所得的產(chǎn)品置于去離子水中淋洗72 h，取出后得到多孔材料，干燥保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4 表征

電子顯微鏡（SEM）在FEI公司的Nova NanoSEM 450上進(jìn)行。樣品經(jīng)退磁儀處理，以免損傷SEM儀器。采用我國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院研發(fā)的永磁磁性測(cè)試設(shè)備NIM-2000HF的國(guó)標(biāo)GB/T 3217—1992磁性能檢測(cè)。XRD測(cè)試在Rigaku 公司的D/max-2200/PC上進(jìn)行。

2 結(jié)果和討論

2.1 多孔顯微結(jié)構(gòu)觀測(cè)

圖1是多孔材料淋洗前、

后的SEM電鏡掃描。從圖1

中可以看出，淋洗前鹽顆粒分

布均勻，淋洗后的材料具有良

好的多孔結(jié)構(gòu)，表面呈高分子

材料的常規(guī)形態(tài)。由此可見(jiàn)，

磁粉的加入沒(méi)有影響聚乳酸材料的正常形態(tài)。

2.2 磁性能測(cè)試

由于多孔材料自身的密度很低，為了得到本征磁性能，我們對(duì)含有磁粒子的多孔材料冷軋成塊后進(jìn)行了基本磁性能測(cè)試，冷軋條件為室溫和50 MPa。在上述條件下，不會(huì)劇烈改變聚乳酸材料的微觀結(jié)構(gòu)，因此，所得塊狀試樣的磁粒子分布應(yīng)為材料的本征分布。同時(shí)，測(cè)試了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的Fe3O4的聚乳酸注塑磁體，由于密度較小，磁性多孔材料的磁性能整體低于同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的注塑磁體，但其各項(xiàng)性能依然在可比較的量級(jí)上。由此可見(jiàn)，本文中工藝制備的磁性多孔材料有效保留了磁源粒子的磁性能。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文以Fe3O4磁性粉末為原料，改進(jìn)了常規(guī)的溶液澆注/粒子淋洗工藝，制備了磁性多孔材料，可用于特定的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，比如組織工程支架，并對(duì)這一材料進(jìn)行了初步研究。研究結(jié)果顯示，多孔材料在有效包裹磁粉的同時(shí)，較好地保留了磁性材料的磁性能。

參考文獻(xiàn)

[1]黃麗，鄭旖旎，李效玉，等.磁性樹(shù)脂基復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J].高分子通報(bào)，2005（6）.

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〔編輯：張思楠〕