改進混粒共澆法制備磁性多孔組織工程支架及其表征

劉淑英

摘 要：采用聚乳酸溶液、NaCl粒子和Fe3O4粉末為原料，制備了可用于組織工程的磁性多孔生物支架材料，并對材料的磁性能、微觀結構和XRD衍射進行了分析。結果表明，該工藝不僅可以形成多孔結構，還能有效包裹磁性粉末材料，保留了良好的磁性能。

關鍵詞：組織工程支架；多孔材料；磁性支架；聚乳酸

中圖分類號：TB383.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.06.099

在材料科學領域，采用磁性粉末共混制備磁性樹脂基復合材料的材料已經相當廣泛，因此，將這些技術方案應用于磁性多孔支架的制備是可行的。本文通過改進常見的用于制備多孔生物支架材料的溶液澆鑄/粒子淋洗法，并采用將聚乳酸溶液澆鑄進磁性粒子和鹽粒子的預共混模具堆的方案，制備了有效、均勻和分散的磁性粒子多孔生物支架，并進行了表征測試，初步探索了該制備方案。

1 實驗

1.1 原料

生物醫藥級聚乳酸從國藥試劑采購，重均分子量為Mw～20 000，NaCl粒子和Fe3O4粉末均為分析純，并使用分析純氯仿作為溶劑。

1.2 粉料預混

將NaCl粒子研磨后，先后用60和300目的篩子篩取粒徑在50～250 μm之間的顆粒，將Fe3O4粉末用高速刀片粉磨后，采用800目的篩子篩過，保留粒徑在18 μm以下的粉末，并在2種粉料共混攪拌后超聲處理30 min，得到Fe3O4粉末有效黏附分散在NaCl粒子表面的粉料共混物。

根據經驗可知，采用溶澆/淋鹽法制備多孔材料時，高分子材料與鹽粒的質量分數比大約為1∶10. 因此，在粉料配比中加入的Fe3O4的質量分數為2%，這樣在制備過程中物料損失后，估算出淋洗后最終多孔材料中Fe3O4的質量分數約為15%. 該質量分數估算是表征磁性能的重要參考。

1.3 材料成型

將上述共混物在聚四氟乙烯磨具上鋪成1.5 mm厚的鹽層，并將聚乳酸的氯仿溶液從邊緣緩慢倒入鹽層中，使溶液滲透分散在鹽層中間，真空保存48 h晾干溶劑后，將所得的產品置于去離子水中淋洗72 h，取出后得到多孔材料，干燥保存備用。

1.4 表征

電子顯微鏡（SEM）在FEI公司的Nova NanoSEM 450上進行。樣品經退磁儀處理，以免損傷SEM儀器。采用我國計量科學研究院研發的永磁磁性測試設備NIM-2000HF的國標GB/T 3217—1992磁性能檢測。XRD測試在Rigaku 公司的D/max-2200/PC上進行。

2 結果和討論

2.1 多孔顯微結構觀測

圖1是多孔材料淋洗前、

后的SEM電鏡掃描。從圖1

中可以看出，淋洗前鹽顆粒分

布均勻，淋洗后的材料具有良

好的多孔結構，表面呈高分子

材料的常規形態。由此可見，

磁粉的加入沒有影響聚乳酸材料的正常形態。

2.2 磁性能測試

由于多孔材料自身的密度很低，為了得到本征磁性能，我們對含有磁粒子的多孔材料冷軋成塊后進行了基本磁性能測試，冷軋條件為室溫和50 MPa。在上述條件下，不會劇烈改變聚乳酸材料的微觀結構，因此，所得塊狀試樣的磁粒子分布應為材料的本征分布。同時，測試了質量分數為15%的Fe3O4的聚乳酸注塑磁體，由于密度較小，磁性多孔材料的磁性能整體低于同質量分數的注塑磁體，但其各項性能依然在可比較的量級上。由此可見，本文中工藝制備的磁性多孔材料有效保留了磁源粒子的磁性能。

3 結束語

本文以Fe3O4磁性粉末為原料，改進了常規的溶液澆注/粒子淋洗工藝，制備了磁性多孔材料，可用于特定的生物醫學應用，比如組織工程支架，并對這一材料進行了初步研究。研究結果顯示，多孔材料在有效包裹磁粉的同時，較好地保留了磁性材料的磁性能。

參考文獻

[1]黃麗，鄭旖旎，李效玉，等.磁性樹脂基復合材料的研究進展[J].高分子通報，2005（6）.

[2]桑凈凈.多孔磁性復合材料的制備及性能研究[D].青島：青島大學，2012.

〔編輯：張思楠〕