电纺明胶_壳聚糖_羟基磷灰石_氧化石墨烯复合膜的制备及性能研究毕业论文

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1、新疆师范大学2015届本科毕业论文（设计）2015届本科毕业论文(设计)题目：电纺明胶/壳聚糖/羟基磷灰石/氧化石墨烯复合膜的制备及性能研究TheElectrospinningGE/CS/HA/GOCompositeMembranePreparationAndPerformanceStudy学院：化学化工学院专业班级：化学11-2班学生姓名：柏超指导教师：王英波答辩日期：2015年5月9日新疆师范大学教务处IV目录1绪论11.1生物材料概述11.1.1生物材料的定义11.1.2生物材料的发展概况11.1.3生物材料的分类21.1.

2、4生物材料的一般性能要求21.1.5生物材料对人体的影响21.2骨修复材料31.2.1明胶31.2.2壳聚糖41.2.3羟基磷灰石41.2.4氧化石墨烯41.3静电纺丝技术51.4本实验研究的目的和内容61.4.1研究目的61.4.2研究内容62.实验部分72.1材料与试剂72.2实验仪器72.3实验内容82.3.1电纺GE/CS/HA/GO四元复合纤维82.3.2四元复合纤维样品的分析和表征83.结果与讨论103.1GO浓度对复合纤维形貌的影响103.2图案化四元复合纤维的结构表征113.3四元复合纤维对BSA的吸附133.3.

3、1BSA溶液的pH对吸附的影响13IV3.3.2不同初始浓度的BSA溶液对吸附的影响143.4四元复合纤维的力学性能测试164.结论17参考文献18致谢19IV电纺明胶/壳聚糖/羟基磷灰石/氧化石墨烯复合膜的制备及性能研究摘要：近年来生物材料发展迅猛，尤其在骨修复材料方面。这得益于骨修复材料能直接或间接治疗疾病或辅助修复损伤的骨骼的功能，同时具有优良的生物相容性和可降解性，以及优异的机械强度和抗菌性。这既可以优化治疗骨病的方案，降低治疗或手术的风险，而且植入后随人体代谢而降解，免去二次手术。而利用静电纺丝技术制备出的骨修复材料具有

4、较高的比表面积和孔隙率，这非常利于人体成骨细胞的粘附、生长、分化，促进骨的修复。人体骨具有一定的微结构，所以本文利用电纺纤维技术，制备具有微结构的复合纤维，使其更利于发挥其功能。因此，本文采用静电纺丝技术和图案化模板来制备GE/CS/HA/GO四元复合纤维膜骨修复材料。并探讨GE/CS/HA/GO四元复合纤维的电纺条件和最佳参数，并对其表征和性能进行研究。研究内容包括以下几个部分：（1）在GE/CS/HA三元体系的最优实验条件基础上探索制备GE/CS/HA/GO四元复合纤维时GO的最优浓度。结果表明：通过电镜和光镜观察其形貌得出当

5、GO浓度为0.050%和模板为200目筛网时，其表面纤维排布有序、粗细均匀、无珠状物和液滴。表现出较好的形貌。（2）当材料植入人体内，为保证细胞所需的营养物质供给，利于骨缺损处的修复，复合材料需要对蛋白质有一定的吸附。将最优条件下制备的四元复合纤维在模拟体液环境下，考察其对牛血清蛋白的吸附量。结果表明：GE/CS/HA/GO四元复合纤维对BSA的饱和吸附量在0.050mg·mL-1左右。随着BSA溶液的pH值的增加，无序纤维表面和微结构纤维表面对BSA的吸附顺序相似，但由于吸附蛋白的有效面积不同，导致材料表面对BSA的最大吸附量的

6、pH值略有差别。BSA的初始浓度越大，纤维的初始吸附量越大，但都是在20min后达到平衡。（3）复合纤维膜在植入人体后，会受到来自其周边的组织、器官的摩擦挤压等情况。因此，优良的复合纤维膜需要优异的力学性能才能发挥其最大的功能。将无序化和图案化GE/CS/HA/GO四元复合纤维进行拉伸强度测试，并与GE/CS/HA三元复合纤维进行对比。结果表明：四元复合纤维明显高于三元复合纤维，这是由于在四元系统中加入GO，改善了纤维界面的粘接质量，从而提高了拉伸强度。而图案化GE/CS/HA/GO四元复合纤维拉升强度达到了1.71MPa。由于微

7、结构复合纤维的各项异性，微结构纤维膜的拉伸强度大于无序纤维的拉伸强度。因此，该复合纤维材料表现出良好的机械强度。以上研究结果表明，本论文成功制备出GE/CS/HA/GO四元复合纤维，并分析表征其空间分布和排列方式IV，提升了复合纤维的机械强度和抗菌性。有望使骨修复材料在临床医学领域发挥出重要作用。关键字：氧化石墨烯；图案化纤维；复合材料；蛋白吸附；力学性能IVTheElectrospinningGE/CS/HA/GOCompositeMembranePreparationAndPerformanceStudyAbstract:In

8、recentyears,therapiddevelopmentofbiologicalmaterials,especiallyinbonerepairmaterials.Thankstothebonerepairmaterialcandirectl