改进混粒共浇法制备磁性多孔组织工程支架及其表征

刘淑英

摘 要：采用聚乳酸溶液、NaCl粒子和Fe3O4粉末为原料，制备了可用于组织工程的磁性多孔生物支架材料，并对材料的磁性能、微观结构和XRD衍射进行了分析。结果表明，该工艺不仅可以形成多孔结构，还能有效包裹磁性粉末材料，保留了良好的磁性能。

关键词：组织工程支架；多孔材料；磁性支架；聚乳酸

中图分类号：TB383.1 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.06.099

在材料科学领域，采用磁性粉末共混制备磁性树脂基复合材料的材料已经相当广泛，因此，将这些技术方案应用于磁性多孔支架的制备是可行的。本文通过改进常见的用于制备多孔生物支架材料的溶液浇铸/粒子淋洗法，并采用将聚乳酸溶液浇铸进磁性粒子和盐粒子的预共混模具堆的方案，制备了有效、均匀和分散的磁性粒子多孔生物支架，并进行了表征测试，初步探索了该制备方案。

1 实验

1.1 原料

生物医药级聚乳酸从国药试剂采购，重均分子量为Mw～20 000，NaCl粒子和Fe3O4粉末均为分析纯，并使用分析纯氯仿作为溶剂。

1.2 粉料预混

将NaCl粒子研磨后，先后用60和300目的筛子筛取粒径在50～250 μm之间的颗粒，将Fe3O4粉末用高速刀片粉磨后，采用800目的筛子筛过，保留粒径在18 μm以下的粉末，并在2种粉料共混搅拌后超声处理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。

根据经验可知，采用溶浇/淋盐法制备多孔材料时，高分子材料与盐粒的质量分数比大约为1∶10. 因此，在粉料配比中加入的Fe3O4的质量分数为2%，这样在制备过程中物料损失后，估算出淋洗后最终多孔材料中Fe3O4的质量分数约为15%. 该质量分数估算是表征磁性能的重要参考。

1.3 材料成型

将上述共混物在聚四氟乙烯磨具上铺成1.5 mm厚的盐层，并将聚乳酸的氯仿溶液从边缘缓慢倒入盐层中，使溶液渗透分散在盐层中间，真空保存48 h晾干溶剂后，将所得的产品置于去离子水中淋洗72 h，取出后得到多孔材料，干燥保存备用。

1.4 表征

电子显微镜（SEM）在FEI公司的Nova NanoSEM 450上进行。样品经退磁仪处理，以免损伤SEM仪器。采用我国计量科学研究院研发的永磁磁性测试设备NIM-2000HF的国标GB/T 3217—1992磁性能检测。XRD测试在Rigaku 公司的D/max-2200/PC上进行。

2 结果和讨论

2.1 多孔显微结构观测

图1是多孔材料淋洗前、

后的SEM电镜扫描。从图1

中可以看出，淋洗前盐颗粒分

布均匀，淋洗后的材料具有良

好的多孔结构，表面呈高分子

材料的常规形态。由此可见，

磁粉的加入没有影响聚乳酸材料的正常形态。

2.2 磁性能测试

由于多孔材料自身的密度很低，为了得到本征磁性能，我们对含有磁粒子的多孔材料冷轧成块后进行了基本磁性能测试，冷轧条件为室温和50 MPa。在上述条件下，不会剧烈改变聚乳酸材料的微观结构，因此，所得块状试样的磁粒子分布应为材料的本征分布。同时，测试了质量分数为15%的Fe3O4的聚乳酸注塑磁体，由于密度较小，磁性多孔材料的磁性能整体低于同质量分数的注塑磁体，但其各项性能依然在可比较的量级上。由此可见，本文中工艺制备的磁性多孔材料有效保留了磁源粒子的磁性能。

3 结束语

本文以Fe3O4磁性粉末为原料，改进了常规的溶液浇注/粒子淋洗工艺，制备了磁性多孔材料，可用于特定的生物医学应用，比如组织工程支架，并对这一材料进行了初步研究。研究结果显示，多孔材料在有效包裹磁粉的同时，较好地保留了磁性材料的磁性能。

参考文献

[1]黄丽，郑旖旎，李效玉，等.磁性树脂基复合材料的研究进展[J].高分子通报，2005（6）.

[2]桑净净.多孔磁性复合材料的制备及性能研究[D].青岛：青岛大学，2012.

〔编辑：张思楠〕