『文献』作为骨组织工程支架材料的改性电纺PAN /羟基磷灰石为前驱体制备的纳米碳纤维

研究内容

该团队制备出具备生物活性的碳/HAp纳米纤维支架，通过静电纺丝和随后的稳定化和碳化处理得到改性的碳纳米纤维通。

使用HAp粉末改性纳米PAN纤维，后续在氧化环境中100-300°C的温度范围内进行热稳定处理，然后氩气气氛中1000°C条件下碳化。

采用DSC，TGA，FTIR，SEM，EDX，WAXD和力学测试等方法研究了稳定化和碳化过程中复合前驱体膜的性能变化。

通过评估在浸泡在模拟体液（SBF）中的膜表面上的结晶磷灰石的形成来确定生物活性。通过FTIR，SEM和WAXD研究清楚地证明，稳定化和碳化过程后，静电纺丝溶液中加入的羟基磷灰石也存在于复合材料纳米纤维中，由于添加Hap，纤维平均直径显著下降，并且改性膜的平均孔径小于未改性膜的平均孔径。最后，nCF / HAp支架的矿化活性与nCF相比明显增加。

图1 静电纺丝装置的示意图

图2 纳米纤维膜的微观结构（a）nPAN，（b）nPAN / 3％HAp，（c）nPAN / 5％Hap

图3 （a）纤维直径分布 （b）前驱体膜孔径分布

图4 （1）羟基磷灰石（HAp），（2）PAN纳米纤维膜（nPAN），（3）用3％HAp（nPAN / 3％HAp）和（4）5％HAp（nPAN / 5％HAp）修饰的膜的FTIR

图5 （a）通过电纺nPAN，nPAN / 3％HAp和nPAN / 5％Hap膜进行拉伸试验的力学长曲线 （b）静电纺丝膜的拉伸强度

图6 （a）nPAN，nPAN / 3％HAp和nPAN / 5％HAp膜的DSC热分析图 （b）nPAN，nPAN / 3％Hap和nPAN / 5％HAp电纺PAN纳米纤维的TGA曲线

图7  SEM图：（a）纯碳膜（nCF）；（b）nCF在SBF中浸泡7天；（c）nCF / 5% HAP膜；（d-f）nCF / 5% HAP在SBF浸泡7天