聚乳酸-生物活性玻璃生物復(fù)合材料體外礦化的衰減全反射—紅外成像研究.pdf

1、聚乳酸/生物活性玻璃(Poly(L-Lactic Acid)/Bioactive Glass，PLLA/BG)生物復(fù)合材料結(jié)合了生物活性玻璃和聚乳酸的優(yōu)良特性，其良好的生物相容性、生物可降解性符合骨組織工程學(xué)對理想支架材料的要求。材料的礦化性能及礦化情況反映材料的生物活性。
　　 本論文通過溶劑澆鑄/鹽瀝析法，采用不同量的致孔劑NaCl和生物活性玻璃制備出聚乳酸/生物活性玻璃生物復(fù)合支架材料，其中，8/1 NaCl和16/1 N

2、aCl制備的PLLA/BG復(fù)合材料孔隙率均達(dá)到85％以上。
　　 采用紅外顯微成像(ATR-FTIR Mapping)結(jié)合掃描電鏡、X射線衍射等手段對該生物復(fù)合材料的體外礦化進(jìn)行了系統(tǒng)研究。SEM結(jié)果顯示，不同配比復(fù)合材料的礦化情況不同。50wt％復(fù)合材料最快，從礦化7天開始即觀察到復(fù)合材料礦化生成的羥基磷灰石，30wt％及無孔的30wt％復(fù)合材料則分別需要14天和21天。礦化84天后50wt％復(fù)合材料生成的HA相互連接成網(wǎng)狀，

3、而30wt％復(fù)合材料礦化進(jìn)程緩慢，當(dāng)?shù)V化到105天時，方能看到材料內(nèi)部生長出大量的HA。我們首次通過SEM觀察到了復(fù)合材料的體外礦化機理。
　　 以1044 cm-1和1755 cm-1這兩組特征譜帶的峰高比(A1044/A1755)的變化來生成吸光度比值分布圖，通過圖像的顏色分布和變化來考察聚乳酸/生物活性玻璃生物復(fù)合材料體外礦化過程。成像結(jié)果表明:隨著礦化進(jìn)行，材料表面產(chǎn)生的羥基磷灰石(HA)也逐漸增多，當(dāng)?shù)V化進(jìn)行到84天后

4、，50wt％材料表面大部分已為HA所覆蓋;30wt％復(fù)合材料礦化進(jìn)程緩慢，從98天起才有明顯的增長趨勢。隨著礦化時間的繼續(xù)延長，礦化不均勻性也在逐漸增加。50wt％ PLLA/BG復(fù)合材料的礦化曲線顯示礦化過程存在四個階段:礦化初期（前21天），產(chǎn)生的HA很少;礦化增長期（21-70天），BG逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)镠A;快速增長期（70-91天），礦化加速，并在91天時達(dá)到最大;礦化后期（91天后），曲線先顯示平穩(wěn)然后又從105天起出現(xiàn)下降。30w

5、t％復(fù)合材料因為礦化不均勻性較大，礦化曲線規(guī)律性較差。紅外圖像的分析可以看出，復(fù)合材料的礦化不均勻性隨著生物玻璃加入量的減少和礦化時間的延長而增加。
　　 和直接采用單譜帶吸光度法成像相比，吸光度比值法成像更真實地反映了礦化過程中HA的產(chǎn)生情況，便于進(jìn)行礦化過程的成分分析以及礦化規(guī)律的研究。我們的研究表明紅外成像技術(shù)能夠同時對微區(qū)中不同成分的含量及其分布進(jìn)行分析，在生物復(fù)合材料研究中非常有價值，有望成為骨組織工程支架材料的重要研