膠原蛋白-氧化石墨烯復合支架材料的制備及其表征.pdf

1、組織工程支架的設計和制備是組織工程研究的關鍵技術，理想的組織工程支架應該具有三維連通的多孔結構、良好的生物相容性、可降解性及足夠的力學強度，從而滿足種子細胞的粘附、生長、遷移、分化和增殖。用于制備組織工程支架的材料包括天然高分子、合成高分子等有機材料；以及生物陶瓷、生物玻璃等無機材料。膠原蛋白是一種天然高分子，來源廣泛并具有優良的生物學性質，如低抗原性、凝血作用、易被人體吸收以及可調節細胞的粘附、增殖等行為。因此，膠原蛋白被廣泛用于制備

2、多種形式的生物支架材料，如膜狀、管狀、海綿狀、納米纖維狀生物支架等。這些生物支架已應用于傷口敷料、凝血劑或凝血類器材、蛋白質載體、抗菌藥物載體等。靜電紡絲法制備的膠原蛋白納米纖維支架不僅具有適宜的孔隙度，還可以模仿細胞外基質的組成與結構，但其較低的機械性能和快速降解性影響了其應用，需要通過交聯和與其它材料復合來改善其力學和降解性能。近年來氧化石墨烯因其出色的力學性能與良好的生物相容性，在生物醫學領域受到廣泛關注。其與生物材料的復合有利于

3、提高支架材料的機械性能。
　　本論文首先研究了膠原蛋白紡絲的系統參數、過程參數和環境參數對紡絲過程和樣品最終形貌的影響；對比了有/無原位交聯的膠原蛋白納米纖維支架在分子結構、吸水性、交聯度、溶血率、細胞相容性等方面的差異，探討了原位交聯對支架性能的影響。結果顯示，靜電電紡過程中系統參數為主要影響因素；環境參數與過程參數中各參數重要程度為：濕度大于電壓大于推注速度和接收距離。此外，原位交聯處理可能有利于保留更多膠原的三股螺旋結構，但

4、對吸水率、交聯度、溶血率和細胞相容性沒有顯著影響。
　　其次，本論文通過化學修飾，得到了羧基化氧化石墨烯（carbolylated Graphene Oxide,cGO），并通過紅外光譜分析（FTIR）和X射線光電子能譜分析（XPS）對cGO進行了表面狀態和分子結構的表征，并進一步將 cGO與膠原蛋白復合進行靜電紡絲和冷凍干燥，研究了不同cGO含量對支架材料的理化性能和生物性能的影響。膠原蛋白/cGO復合納米纖維支架的紅外結果顯示