本文从以下三个方面进行初步研究:
实验一、Fe₃O₄超顺磁性纳米粒子的制备与表面改性
目的:制备高分散的超顺磁性Fe₃O₄纳米粒子,并系统研究其理化性能,为进一步制备超顺磁性纳米纤维膜材料奠定基础。
材料与方法:基于共沉淀原理产生的“微乳液”方法,利用柠檬酸钠与油酸改性剂调控,制备在分别水相/油相溶剂中实现高分散的超顺磁性Fe₃O₄纳米粒子;采用透射电镜(transmission electron microscope,TEM)验证其分散性能,X射线衍射(x-ray diffraction,XRD)表征磁性纳米粒子的晶型,傅立叶红外光谱(fourier transform infrared spectrophotometry,FT-IR)分析其表面化学基团,振动样品磁强计(vibrating sample magnetometer,VSM)表征其磁学性能。
结果:成功制备出超顺磁性Fe₃O₄纳米粒子,TEM证实表面改性显著改善粒子分散性;XRD检测显示本研究制备的Fe₃O₄为反尖晶石晶型,表面改性不改变粒子的晶型;FT-IR分析证实包裹在纳米粒子表面的柠檬酸钠与油酸的存在;VSM显示Fe₃O₄纳米粒子具有超顺磁性,表面改性可以降低粒子饱和磁化强度。
结论:基于共沉淀原理产生的“微乳液”方法,可以获得简单易行的超顺磁性Fe₃O₄纳米粒子制备与改性方法。
实验二、电纺丝超顺磁性Fe₃O₄/明胶纳米纤维膜的制备与表征
目的:采用静电纺丝法制备Fe₃O₄/明胶纳米纤维膜,并系统研究其理化性能,初步表征其细胞生物相容性,为进一步用于组织再生修复奠定基础。
材料与方法:采用静电纺丝工艺制备Fe₃O₄/明胶纳米纤维膜;通过扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)观察纤维膜三维形貌,TEM表征纤维膜中Fe₃O₄纳米粒子的分散形式;采用XRD、FT-IR、VSM、TEM等方法系统研究纤维膜理化性能;通过拉伸试验测试其动态力学性能;采用四甲基偶氮唑盐比色法(methyl thiazolyl tetrazolium,MTT)表征纤维膜细胞相容性,初步评价这种新型生物膜用于GTR/GBR的可行性。
结果:SEM观测显示电纺丝法制备的Fe₃O₄/明胶纳米纤维膜具有纤维连续、光滑、直径分布均匀的三维网状结构,TEM表明纤维膜中Fe₃O₄纳米粒子以散在的岛状分布;XRD显示电纺丝工艺对Fe₃O₄晶型无明显影响,FT-IR分析证实Fe₃O₄未与明胶发生化学反应,VSM表明纤维膜具有超顺磁性;动念力学分析显示Fe₃O₄纳米粒子的掺杂能够显著提高纤维的刚性;MTT检测显示Fe₃O₄的掺杂可以有效促进MG-63细胞在纤维膜上的生长和增殖。
结论:电纺丝法可以成功制备出超顺磁性Fe₃O₄/明胶纳米纤维膜,该纤维膜在引导组织再生领域是很有前景的支架材料。
实验三、超顺磁性Fe₃O₄/壳聚糖/聚乙烯醇电纺丝纳米纤维膜的制备与表征
目的:采用静电纺丝法制备Fe₃O₄/CS/PVA复合纳米纤维膜,并系统研究其理化性能,初步表征其细胞生物相容性,为进一步用于组织再生修复奠定基础。
材料与方法:采用静电纺丝工艺制备Fe₃O₄/CS/PVA复合纳米纤维膜;通过SEM观察纤维膜三维形貌,TEM表征纤维膜中Fe₃O₄纳米粒子的分散形式;采用XRD、FT-IR、VSM、TEM等方法系统研究纤维膜理化性能;通过拉伸试验测试其动态力学性能;采用MTT法表征纤维膜细胞相容性,初步评价这种新型生物膜用于GTR/GBR的可行性。
结果:SEM观测显示电纺丝法制备的Fe₃O₄/CS/PVA复合纳米纤维膜具有纤维连续、光滑、直径分布均匀的三维网状结构,TEM表明纤维膜中Fe₃O₄纳米粒子均匀分布;XRD显示电纺丝工艺对Fe₃O₄与CS/PVA晶型无明显影响,FT-IR分析证实Fe₃O₄与CS/PVA未发生化学反应,VSM表明纤维膜具有超顺磁性;动态力学分析显示Fe₃O₄纳米粒子的掺杂能够显著提高纤维的刚性;MTT检测证实Fe₃O₄超顺磁性纳米粒子含量的增加可以有效促进MG-63细胞在纤维膜上的生长和增殖。
结论:电纺丝法可以成功制备出超顺磁性Fe₃O₄/CS/PVA复合纳米纤维膜,该复合纤维膜在引导组织再生领域具有应用前景。
[关键词]
引导组织再生,静电纺丝,纤维膜,超顺磁性,Fe₃O₄纳米粒子。