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1、学位论文独创性声明学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得直昌态堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名( 玛：乞钨夸签字吼矽z 年6 月t 了同学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部
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3、羰基赖氨酸) 改性羟基磷灰石聚乳酸复合材料制备第4 章聚( 苄氧羰基赖氨酸) 改性羟基磷灰石聚乳酸 复合材料制备近年来，由于各种临床骨病的同益增加，人们开始关注骨替代用品的发展。目前治疗骨缺陷产品主要包括自体移植，异种移植和人工合成的替代品，如金属和生物陶瓷9 1 。与这些植入物相比，可生物降解聚合物作为骨内固定材料可以消除的二次手术切除，避免应力遮挡引起的问题，同时能促进骨骼生长2 U J 。H A 是生物的骨骼和牙齿主要无机成分，它具有良好的生物相容性，生物活性骨传导性和亲合性 1 2 ，由于其化学性质与骨矿物质的相似性，H A 能应用于骨替代品具有着巨大的潜力 1 22 | 。然而，羟基
4、磷灰石的临床应用，因为其高脆性，可塑性小，强度低，机械应用低等缺点受到限制。为了克服生物陶瓷这些限制，使用可降解生物陶瓷聚合物复合材料作为骨移植材料有广阔的应用前景【1 w J 。迄今为止，在众多聚合物的研究中，P L L A 被证明是最具吸引力的可生物降解的聚酯【1 2 3 , 1 2 4 】，它可以从可再生的农业材料和生物降解的回收水和二氧化碳中得到【1 2 5 1 。P L L A 具有的生物降解性，生物相容性和适当的机械性能，再加之其 能加强材料的强度和减小其降解性，很多研究者开始研究H 胛L L A 复合材料 1 2 6 。H P L L A 复合材料可以结合H A 和P L L A
5、 两者的优点，如骨传导性和机械性【1 25 l 。然而，H A 颗粒很容易聚集且较难分散在聚合物基体中【1 2 7 1 。因此，对H A 纳米粒子的表面改性，对于创造一个骨传导，加强蛋白粘附，成骨细胞的增殖关重要【1 0 0 1 。已有很多方法改善H A 和聚合物基体之间的界面作用。例如，聚( - 异丙基丙烯酰胺) 、聚( L 乳酸) 、聚( 甲基丙烯酸甲酯) 、聚( 己内酯) 、聚( Y 苄基谷氨酸酸) 、硅烷偶联剂等。聚氨基酸是一种可生物降解的高分子聚合物，具有良好的生物相容性，并已被广泛应用在组织工程。在本文中，一种多肽聚( 6 苄氧羰基赖氨酸) ( P L y s ( z ) )改性的
6、H A 纳米粒子材料聚( N8 一苄氧羰基赖氨酸) 一纳米羟基磷灰石( P L y s ( z ) 一g H A ) 通过6 一苄氧羰基赖氨酸- 羧基开环聚合制得( 合成路线见图4 1 ) 。M T T 法表明，改性后的H A ( P L y s ( z ) 一g H A ) 表现出良好的生物相容性，说明，P L y s ( z ) 一g i l A 具有潜在应用在骨组织工程，同时，基于H P L L A 表面修 饰一系列的复合材料也在进一步制备，热差示扫描量热表明，第4 章聚( 8 一苄氧羰基赖氨酸) 改性羟基磷灰石聚乳酸复合材料制各P L y s ( z ) 一g - H P L L A
7、纳米复合材料的半结晶时间( t l 2 ) ，比P L L A 样品短得多。等温结晶行为表明P L y s ( z ) 一g H P L L A 作为成核剂，提高了P L L A 的结晶速度。H NH NN H 2 ( C H 2 ) 3 S i ( 0 C 2 H 5 ) 3C 2 H s O H H 2 0N HN H鬻N H 2 N 。斋m H 2 N 棚，j 丫。月芳l、 v i O IF i g 4 1I l l u s t r a t i o no ft h eR O Po fL y s ( z ) 一N C Ao nt h es u r f a c eo fH An a n o
8、p a r t i c l e图4 1 8 一苄氧羰基一上，赖氨酸N C A 和表面氨基化改性后的羟基磷灰石开环聚合反应过程4 1 实验内容4 1 1 羟基磷灰石的制备首先，分别配制4 0 0 毫升1 摩尔升硝酸钙水溶液和配制2 0 0 毫升0 6 摩尔升的磷酸氢二铵水溶液。其次，用2 5 氨水溶液将这两种种溶液的P H 调至1 0 。然后，将( N H 4 ) 2 H P 0 4 溶液慢慢滴入正在搅拌硝酸钙水溶液中。9 0 。C 反应1 2 小时出现大量沉淀，经过陈化1 2 小时后，用去离子水洗涤3 4 次。最后，将得到的产物真空冷冻干燥。3 6p阱洲婊捌b、O第4 章聚( 6 一苄氧羰基赖
9、氨酸) 改性羟基磷灰石聚乳酸复合材料制备4 1 2 带有氨基官能团( H A A P S ) 的制备带氨基官能团H A 的制备主要参考文献【旧o J 所提出的方法。将0 4 4 2 克y 氨基丙基三乙氧基硅烷( A P S ) j J I 入到18 0 毫升和2 0 毫升水组成的混合溶剂中。搅拌半小时后加入2 克的H A 。混合搅拌3 小时，用2 5 氨水调节P H 至为1 0 ，继续反应3 小时。过滤，得到的粉末先在室温下干燥，然后在1 3 0 。C 固化，通过聚硅氧烷网络结构的形成，以加强硅烷涂层。再将固体物质用无水乙醇洗涤5 次，除去没有键合在纳米羟基磷灰石表面的硅烷偶联剂，最后将所得物
10、质冷冻干燥，得到表面含有氨基的纳米羟基磷灰石( H A A P S ) 。4 1 3 8 苄氧羰基赖氨酸- 羧基环内酸酐( L y s ( z ) N C A ) 的制备6 一苄氧羰基赖氨酸- 羧基根据文献【1 2 8 峙艮道的方法制备。将5 克( 18 4 毫摩尔) 6 一苄氧羰基赖氨酸加入到4 0 毫升的无水四氢呋哺( T H F ) 中，在氮气保护下加热至5 5 ，同样的方法在氮气保护下将2 5 克( 8 4 毫摩尔) 三光气加入到1 0毫升的无水T H F 中，然后将溶解了三光气的无水T H F 缓慢滴加入6 苄氧羰基赖氨酸悬浮液中。反应液在5 5 0 C 搅拌1 小时左右，直至悬浮液
11、变澄清，将溶液倒入2 0 0 毫升的石油醚中，立即有白色晶体析出，在4 。C 一6 静置4 8 小时保证晶体的充分析出。最后，将得到的晶体在无水T H F 石油醚混合溶液中重结晶，收集白色产品。4 1 4 含有氨基的纳米羟基磷灰石和。苄氧羰基赖氨酸- 羧基环内酸酐 开环聚合制备表面接枝聚8 一苄氧羰基赖氨酸的羟基磷灰石将0 2 克H A A P S 和不同含量的P L y s ( z ) 一N C A ( 见表4 3 ) ；0 n 入火焰干燥了的安瓿瓶中，瓶中的水分全部出去并充满无水氮气。把无水N ，N 一二甲基甲酰胺( D M F ) 注入瓶中。首先超声波处理使混合物分散，然后搅拌不同的时间
12、( 见表4 2 ) 。离心收集所产生的物质，分别用D M F 和三氯甲烷洗三次。最后，真空干燥所得产物。4 1 5P L y s ( z ) g H 胛L L A 纳米复合材料的制备纳米复合材料通过溶液混合方法制备。不同含量的P L y s ( z ) g H A 分散在氯仿中，然后将一定量的P L L A 加入悬浮液。当P L L A 彻底溶解，把P L y s ( z ) 一g H A和P L L A 的悬浮液倒入乙醇中，收集复合材料，真空干燥除去材料中的水。通过改变P L L A 中P L y s ( z ) 一g H A 的质量比来改变复合材料的成分。复合材料中第4 章聚( 8 苄氧羰
13、基赖氨酸) 改性羟基磷灰石聚乳酸复合材料制备P L y s ( z ) 一g H A 的质量比分别为1 ，3 ，5 ，7 ，1 0 ，相应的复合材料分别记为lP L y s ( z ) - g - H A ，3 P L y s ( z ) 一g H A ，5 P L y s ( z ) 一g - H A ，7 P L y s ( z ) - g - H A 和10 P L y s ( z ) 一g H A 。4 1 6 生物相容性实验不同含量的H A 和P L y s ( z ) 一g H A 7 2 置于在细胞培养液( D M E M ) 2 4 小时，然后移出样品，细胞培养基是用于细胞培养
14、与新鲜细胞培养基作对比。兔的成骨细胞用于M T T 法。细胞转移到6 孑L 细胞培养板( 配角) ，细胞孔的密度为2 1 0 4 ，3 毫升H A 和P L y s ( z ) 一g H A 7 2 溶液置于在细胞培养基和新鲜细胞培养基的不同孔中( 每个细胞培养基有4 个孔) ，培养皿放置在含5 C 0 2 ，3 7 。C 的孵化器中2 4 小时。然后，通过M T T 法进行定量分析样品的生物相容性。4 1 7 示差扫描量热分析氮气保护下，通过示差扫描量热分析( D S C ) 测试P L L A 和不同纳米复合材料的非等温结晶。取3 5 毫克的P L L A 和P L y s ( z ) 一
15、g H A P L L A 复合材料，以1 0。C m i n 的速度从3 0 。C 加热到2 2 0 。C ，在2 2 0 。C 保持3 分钟，以便消除热历史的影响，然后再以1 0 。C m i n 的速度降温至3 0 ，最后再将材料以1 0 。C m i n 的速度升到2 2 0 。氮气保护下，P L L A 和不同纳米复合材料的等温结晶性操作：取3 5 毫克样品以5 0 。C m i n 的速度加热到2 2 0 。C ，保持3 分钟除去残余热，以5 0 。C m i n 的速度降温至1 2 0 。C ，保持3 0 分钟，再以1 0 。C m i n 的速度的升温速度加热到2 2 0 。一
16、般来说，聚乳酸样品在1 2 0 。C 左右的结晶速度快。因此，在1 2 0 。C 进行等温结晶。4 2 结果与讨论4 2 1 红外的测定P L y s ( z ) g H A 的合成路线见图4 1 。首先将H A 纳米粒子用A P S 处理，元素分析结果表明，在H A A P S 氮含量约0 9 5 w t 一。H A A P S 的表面的氨基被作为引发L y s ( z ) 一N C A 开环聚合( R O P ) 的引发剂，最终制各出P L y s ( z ) 一g H A 。H A 和P L y s ( z ) g H A 的红外光谱图如图4 2 所示。在图所示，在5 6 8 c m 1 ，6 0 4 c m 一1 ，1 0 3 3 c m 一1 处有很强的吸收峰，这是
