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Fe_3O_4/CaP核壳磁性纳米复合粒子的制备及生物学性能

作　者: 方舟
导　师: 杨小平
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: Fe3O4磁性粒子 Fe3O4/β-TCP Fe3O4/CaP 溶胶-凝胶法 化学沉积 细胞毒性
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


磁性粒子作为一种功能载体材料特别在生物医学领域发展迅速。磷酸钙(CaP)具有与骨矿物质相近的组成和良好的生物相容性,为再生医学提供了一种选择性或附加的材料用于组织缺损的修复或者治疗。基于此,本论文将这两种材料结合制备出Fe304/CaP核壳磁性纳米复合材料可用于骨组织工程的支架材料。首先利用化学共沉淀法制备了Fe304磁性纳米粒子,探讨了沉淀剂的加入速率、溶剂体积比等因素对产物的结晶性、粒径及磁性能的影响,并用柠檬酸钠对Fe304进行表面改性。利用透射电子显微镜(TEM)测定Fe304的粒径大小和分散性,以及X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)确定粒子的晶体结构和饱和磁化强度。然后采用溶胶-凝胶法(sol-gel)制备不同配比的Fe3O4/β-TCP核壳磁性纳米复合粒子,对产物的组成、结晶性、形貌进行了表征。并对溶胶-凝胶法制备的Fe3O4/β-TCP与鼠成纤维细胞(L-929)进行体外培养及细胞毒性的测试(MTT),研究了复合粒子对细胞增值的影响；与成骨细胞(MG-63)进行体外培养及粒子摄入实验,研究了成骨细胞对复合粒子的贴附和摄入情况。结果表明Fe3O4/β-TCP纳米粒子对细胞有良好的贴附并能使细胞正常增殖。在以上的基础上在5倍模拟体液(SBF)中用化学沉积的方法制备了形貌更加规整有序且饱和磁化强度更高、更可控的Fe304/CaP纳米粒子。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
第一章 文献综述  12-27
  第1.1节 骨组织工程的研究背景  12-15
    1.1.1 骨组织的成分  12
    1.1.2 骨组织工程  12
    1.1.3 骨组织工程支架材料的介绍  12-13
    1.1.4 骨组织工程支架材料的分类  13-15
    1.1.6 支架材料的发展趋势  15
    1.1.7 支架材料的选择  15
  第1.2节 β-磷酸三钙(β-TCP)结构及其在生物学上的应用进展  15-18
    1.2.1 β-TCP简介  15-16
    1.2.2 β-TCP生物学特性  16
    1.2.3 β-TCP陶瓷的制备工艺及降解机理  16-17
    1.2.4 β-TCP陶瓷在骨组织修复中的应用  17-18
  第1.3节 四氧化三铁磁性纳米粒子的研究及生物医用进展  18-22
    1.3.1 纳米材料研究与发展  18-19
    1.3.2 纳米磁性材料  19-22
    1.3.3 四氧化三铁磁性纳米粒子的制备  22
  第1.4节 四氧化三铁磁性纳米粒子的表面改性和包覆技术  22-25
    1.4.1 四氧化三铁磁性纳米粒子的表面修饰和改性  22-23
    1.4.2 纳米粒子的表面包覆技术  23-24
    1.4.3 核壳型磁性纳米粒子在生物医学中的应用  24-25
  第1.5节 课题研究意义  25-27
第二章 实验部分  27-35
  第2.1节 四氧化三铁磁性纳米粒子的制备和表征  27-29
    2.1.1 化学试剂与仪器  27
    2.1.2 实验方法  27-29
  第2.2节 Fe_3O_4/β-TCP核壳磁性纳米复合材料的制备和表征  29-31
    2.2.1 化学试剂与仪器  29-30
    2.2.2 实验方法  30-31
  第2.3节 Fe_3O_4/β-TCP核壳磁性纳米复合材料的生物学研究  31-33
    2.3.1 化学试剂与仪器  31-32
    2.3.2 磁性纳米复合材料的生物相容性检测(MTT法)  32-33
    2.3.3 成骨细胞对纳米颗粒的摄入情况  33
  第2.4节 化学沉积法制备Fe_3O_4/CaP核壳结构纳米粒子  33-35
    2.4.1 5×SBF溶液的配置  33-34
    2.4.2 CaP包覆Fe_3O_4纳米粒子  34-35
第三章 实验结果与讨论  35-51
  第3.1节 Fe_3O_4磁性纳米粒子的制备  35-40
    3.1.1 X射线衍射(XRD)测试结果  35-37
    3.1.2 高分辨透射测试结果(HR-TEM)  37
    3.1.3 Fe_3O_4磁性纳米粒子的磁性能  37-38
    3.1.4 Fe_3O_4透射电镜(TEM)分析  38-40
  第3.2节 Fe_3O_4/β-TCP核壳磁性纳米复合粒子  40-46
    3.2.1 X射线衍射分析  40-41
    3.2.2 Fe_3O_4/β-TCP透射电镜分析  41-43
    3.2.3 Fe_3O_4/β-TCP的磁性能  43-44
    3.2.4 Fe_3O_4/β-TCP对MG-63细胞的黏附及摄取情况  44-46
  3.3 Fe_3O_4/HCA核壳结构磁性纳米粒子  46-51
    3.3.1 X射线衍射分析  46-47
    3.3.2 透射电镜分析(TEM)  47-48
    3.3.3 不同沉侵时间的磁性能分析  48-51
第四章 结论  51-53
参考文献  53-57
致谢  57-59
研究成果及发表的学术论文  59-60
导师简介  60-62
作者简介  62

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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