引導組織再生(guided tissue regeneration，GTR)和引導骨組織再生(guide bone regeneration，GBR)為解決牙根和種植體周圍骨量不足、牙槽嵴萎縮及其它骨缺損的修復提供了方向。如何利用結構特徵改變GTR/GBR膜生物活性，提高GTR/GBR術的效能成為研究熱點。
基本介紹
- 中文名：電紡絲磁性納米纖維膜材料的製備與表征
- 外文名：Power spinning fiber membrane material preparation and characterization of magnetic nanomaterials
- 類型：製備與表征
- 對象：電紡絲磁性納米纖維膜材料
中文摘要,研究,
中文摘要
靜電紡絲納米纖維膜能夠最大程度的仿生天然細胞外基質的膠原纖維網路結構，是一種良好的引導組織再生膜結構。由於合成與天然可降解高分子材料本身所存在的缺陷，現在研究熱點發展到了合成，天然高分子功能性複合膜，以及納米粒子雜化纖維膜，以...>> 詳細
引導組織再生(guided tissue regeneration，GTR)和引導骨組織再生(guide bone regeneration，GBR)為解決牙根和種植體周圍骨量不足、牙槽嵴萎縮及其它骨缺損的修復提供了方向。如何利用結構特徵改變GTR/GBR膜生物活性，提高GTR/GBR術的效能成為研究熱點。
靜電紡絲納米纖維膜能夠最大程度的仿生天然細胞外基質的膠原纖維網路結構，是一種良好的引導組織再生膜結構。由於合成與天然可降解高分子材料本身所存在的缺陷，現在研究熱點發展到了合成，天然高分子功能性複合膜，以及納米粒子雜化纖維膜，以滿足GTR/GBR組織工程的需要。
超順磁性納米粒子具有良好的塵物相容性和特殊的磁學效應，被廣泛套用與生物醫學領域，部分研究表明超順磁性納米粒子具有促進成骨細胞增殖作用。靜電紡絲超順磁性高分子納米纖維材料集合了電紡絲納米纖維膜材料與超順磁性納米粒子的特性，為發展具有骨誘導性能的GTR/GBR膜材料提供了新思路。
明膠納米纖維膜與殼聚糖(chitosan，CS)/聚乙烯醇(Poly(vinyl alcohol)， PVA)納米纖維膜是一種富有潛力的組織再生修復材料。然而超順磁性明膠納米纖維膜、超順磁性CS/PVA電紡絲納米纖維膜還沒有研究報導，超順磁性納米粒子的摻雜是否會影響這兩種電紡絲納米纖維膜的製備與性能還不清楚。
靜電紡絲納米纖維膜能夠最大程度的仿生天然細胞外基質的膠原纖維網路結構，是一種良好的引導組織再生膜結構。由於合成與天然可降解高分子材料本身所存在的缺陷，現在研究熱點發展到了合成，天然高分子功能性複合膜，以及納米粒子雜化纖維膜，以滿足GTR/GBR組織工程的需要。
超順磁性納米粒子具有良好的塵物相容性和特殊的磁學效應，被廣泛套用與生物醫學領域，部分研究表明超順磁性納米粒子具有促進成骨細胞增殖作用。靜電紡絲超順磁性高分子納米纖維材料集合了電紡絲納米纖維膜材料與超順磁性納米粒子的特性，為發展具有骨誘導性能的GTR/GBR膜材料提供了新思路。
明膠納米纖維膜與殼聚糖(chitosan，CS)/聚乙烯醇(Poly(vinyl alcohol)， PVA)納米纖維膜是一種富有潛力的組織再生修復材料。然而超順磁性明膠納米纖維膜、超順磁性CS/PVA電紡絲納米纖維膜還沒有研究報導，超順磁性納米粒子的摻雜是否會影響這兩種電紡絲納米纖維膜的製備與性能還不清楚。
研究
本文從以下三個方面進行初步研究：
實驗一、Fe3O4超順磁性納米粒子的製備與表面改性
目的：製備高分散的超順磁性Fe3O4納米粒子，並系統研究其理化性能，為進一步製備超順磁性納米纖維膜材料奠定基礎。
材料與方法：基於共沉澱原理產生的“微乳液”方法，利用檸檬酸鈉與油酸改性劑調控，製備在分別水相/油相溶劑中實現高分散的超順磁性Fe3O4納米粒子；採用透射電鏡(transmission electron microscope，TEM)驗證其分散性能，X射線衍射(x-ray diffraction，XRD)表征磁性納米粒子的晶型，傅立葉紅外光譜(fourier transform infrared spectrophotometry，FT-IR)分析其表面化學基團，振動樣品磁強計(vibrating sample magnetometer，VSM)表征其磁學性能。
結果：成功製備出超順磁性Fe3O4納米粒子，TEM證實表面改性顯著改善粒子分散性；XRD檢測顯示本研究製備的Fe3O4為反尖晶石晶型，表面改性不改變粒子的晶型；FT-IR分析證實包裹在納米粒子表面的檸檬酸鈉與油酸的存在；VSM顯示Fe3O4納米粒子具有超順磁性，表面改性可以降低粒子飽和磁化強度。
結論：基於共沉澱原理產生的“微乳液”方法，可以獲得簡單易行的超順磁性Fe3O4納米粒子製備與改性方法。
實驗二、電紡絲超順磁性Fe3O4/明膠納米纖維膜的製備與表征
目的：採用靜電紡絲法製備Fe3O4/明膠納米纖維膜，並系統研究其理化性能，初步表征其細胞生物相容性，為進一步用於組織再生修復奠定基礎。
材料與方法：採用靜電紡絲工藝製備Fe3O4/明膠納米纖維膜；通過掃描電鏡(scanning electron microscope，SEM)觀察纖維膜三維形貌，TEM表征纖維膜中Fe3O4納米粒子的分散形式；採用XRD、FT-IR、VSM、TEM等方法系統研究纖維膜理化性能；通過拉伸試驗測試其動態力學性能；採用四甲基偶氮唑鹽比色法(methyl thiazolyl tetrazolium，MTT)表征纖維膜細胞相容性，初步評價這種新型生物膜用於GTR/GBR的可行性。
結果：SEM觀測顯示電紡絲法製備的Fe3O4/明膠納米纖維膜具有纖維連續、光滑、直徑分布均勻的三維網狀結構，TEM表明纖維膜中Fe3O4納米粒子以散在的島狀分布；XRD顯示電紡絲工藝對Fe3O4晶型無明顯影響，FT-IR分析證實Fe3O4未與明膠發生化學反應，VSM表明纖維膜具有超順磁性；動念力學分析顯示Fe3O4納米粒子的摻雜能夠顯著提高纖維的剛性；MTT檢測顯示Fe3O4的摻雜可以有效促進MG-63細胞在纖維膜上的生長和增殖。
結論：電紡絲法可以成功製備出超順磁性Fe3O4/明膠納米纖維膜，該纖維膜在引導組織再生領域是很有前景的支架材料。
實驗三、超順磁性Fe3O4/殼聚糖/聚乙烯醇電紡絲納米纖維膜的製備與表征
目的：採用靜電紡絲法製備Fe3O4/CS/PVA複合納米纖維膜，並系統研究其理化性能，初步表征其細胞生物相容性，為進一步用於組織再生修復奠定基礎。
材料與方法：採用靜電紡絲工藝製備Fe3O4/CS/PVA複合納米纖維膜；通過SEM觀察纖維膜三維形貌，TEM表征纖維膜中Fe3O4納米粒子的分散形式；採用XRD、FT-IR、VSM、TEM等方法系統研究纖維膜理化性能；通過拉伸試驗測試其動態力學性能；採用MTT法表征纖維膜細胞相容性，初步評價這種新型生物膜用於GTR/GBR的可行性。
結果：SEM觀測顯示電紡絲法製備的Fe3O4/CS/PVA複合納米纖維膜具有纖維連續、光滑、直徑分布均勻的三維網狀結構，TEM表明纖維膜中Fe3O4納米粒子均勻分布；XRD顯示電紡絲工藝對Fe3O4與CS/PVA晶型無明顯影響，FT-IR分析證實Fe3O4與CS/PVA未發生化學反應，VSM表明纖維膜具有超順磁性；動態力學分析顯示Fe3O4納米粒子的摻雜能夠顯著提高纖維的剛性；MTT檢測證實Fe3O4超順磁性納米粒子含量的增加可以有效促進MG-63細胞在纖維膜上的生長和增殖。
結論：電紡絲法可以成功製備出超順磁性Fe3O4/CS/PVA複合納米纖維膜，該複合纖維膜在引導組織再生領域具有套用前景。
[關鍵字]
引導組織再生，靜電紡絲，纖維膜，超順磁性，Fe3O4納米粒子。
實驗一、Fe3O4超順磁性納米粒子的製備與表面改性
目的：製備高分散的超順磁性Fe3O4納米粒子，並系統研究其理化性能，為進一步製備超順磁性納米纖維膜材料奠定基礎。
材料與方法：基於共沉澱原理產生的“微乳液”方法，利用檸檬酸鈉與油酸改性劑調控，製備在分別水相/油相溶劑中實現高分散的超順磁性Fe3O4納米粒子；採用透射電鏡(transmission electron microscope，TEM)驗證其分散性能，X射線衍射(x-ray diffraction，XRD)表征磁性納米粒子的晶型，傅立葉紅外光譜(fourier transform infrared spectrophotometry，FT-IR)分析其表面化學基團，振動樣品磁強計(vibrating sample magnetometer，VSM)表征其磁學性能。
結果：成功製備出超順磁性Fe3O4納米粒子，TEM證實表面改性顯著改善粒子分散性；XRD檢測顯示本研究製備的Fe3O4為反尖晶石晶型，表面改性不改變粒子的晶型；FT-IR分析證實包裹在納米粒子表面的檸檬酸鈉與油酸的存在；VSM顯示Fe3O4納米粒子具有超順磁性，表面改性可以降低粒子飽和磁化強度。
結論：基於共沉澱原理產生的“微乳液”方法，可以獲得簡單易行的超順磁性Fe3O4納米粒子製備與改性方法。
實驗二、電紡絲超順磁性Fe3O4/明膠納米纖維膜的製備與表征
目的：採用靜電紡絲法製備Fe3O4/明膠納米纖維膜，並系統研究其理化性能，初步表征其細胞生物相容性，為進一步用於組織再生修復奠定基礎。
材料與方法：採用靜電紡絲工藝製備Fe3O4/明膠納米纖維膜；通過掃描電鏡(scanning electron microscope，SEM)觀察纖維膜三維形貌，TEM表征纖維膜中Fe3O4納米粒子的分散形式；採用XRD、FT-IR、VSM、TEM等方法系統研究纖維膜理化性能；通過拉伸試驗測試其動態力學性能；採用四甲基偶氮唑鹽比色法(methyl thiazolyl tetrazolium，MTT)表征纖維膜細胞相容性，初步評價這種新型生物膜用於GTR/GBR的可行性。
結果：SEM觀測顯示電紡絲法製備的Fe3O4/明膠納米纖維膜具有纖維連續、光滑、直徑分布均勻的三維網狀結構，TEM表明纖維膜中Fe3O4納米粒子以散在的島狀分布；XRD顯示電紡絲工藝對Fe3O4晶型無明顯影響，FT-IR分析證實Fe3O4未與明膠發生化學反應，VSM表明纖維膜具有超順磁性；動念力學分析顯示Fe3O4納米粒子的摻雜能夠顯著提高纖維的剛性；MTT檢測顯示Fe3O4的摻雜可以有效促進MG-63細胞在纖維膜上的生長和增殖。
結論：電紡絲法可以成功製備出超順磁性Fe3O4/明膠納米纖維膜，該纖維膜在引導組織再生領域是很有前景的支架材料。
實驗三、超順磁性Fe3O4/殼聚糖/聚乙烯醇電紡絲納米纖維膜的製備與表征
目的：採用靜電紡絲法製備Fe3O4/CS/PVA複合納米纖維膜，並系統研究其理化性能，初步表征其細胞生物相容性，為進一步用於組織再生修復奠定基礎。
材料與方法：採用靜電紡絲工藝製備Fe3O4/CS/PVA複合納米纖維膜；通過SEM觀察纖維膜三維形貌，TEM表征纖維膜中Fe3O4納米粒子的分散形式；採用XRD、FT-IR、VSM、TEM等方法系統研究纖維膜理化性能；通過拉伸試驗測試其動態力學性能；採用MTT法表征纖維膜細胞相容性，初步評價這種新型生物膜用於GTR/GBR的可行性。
結果：SEM觀測顯示電紡絲法製備的Fe3O4/CS/PVA複合納米纖維膜具有纖維連續、光滑、直徑分布均勻的三維網狀結構，TEM表明纖維膜中Fe3O4納米粒子均勻分布；XRD顯示電紡絲工藝對Fe3O4與CS/PVA晶型無明顯影響，FT-IR分析證實Fe3O4與CS/PVA未發生化學反應，VSM表明纖維膜具有超順磁性；動態力學分析顯示Fe3O4納米粒子的摻雜能夠顯著提高纖維的剛性；MTT檢測證實Fe3O4超順磁性納米粒子含量的增加可以有效促進MG-63細胞在纖維膜上的生長和增殖。
結論：電紡絲法可以成功製備出超順磁性Fe3O4/CS/PVA複合納米纖維膜，該複合纖維膜在引導組織再生領域具有套用前景。
[關鍵字]
引導組織再生，靜電紡絲，纖維膜，超順磁性，Fe3O4納米粒子。
