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目的:室温制备三维还原氧化石墨烯/聚吡咯/羟基磷灰石(3D rGO/PPY/HA)复合支架,探讨其用于骨组织工程支架的可行性。材料与方法:本实验以泡沫镍(foam nickel,NF)为模板,氧化石墨烯(graphene oxide,GO)为原料,聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)为阳离子交联剂,采用静电层层自组装(LBL)法室温下完成氧化石墨烯的自组装,结合电化学沉积技术在r GO表面制备超薄聚吡咯(PPY)涂层,热氯化铁/盐酸(FeCl3/HCl,2 mol/L:1mol/L)混合溶液刻蚀NF模板后得到3D rGO/PPY复合支架。分别采用FTIR,Raman,XRD,XPS,SEM对3D r GO/PPY支架的组成和形貌结构进行表征;采用纳米压痕技术(Nanoindentation)对PPY涂层前后3D r GO支架的硬度及杨氏模量进行测量。采用电化学沉积法(0.042 M Ca(NO3)2,0.1 M NaNO3和0.025 M NH4H2PO4组成的混合溶液为电解质溶液)对3D r GO/PPY支架进行矿化,并结合XRD,XPS,SEM对支架表面矿化层的成份及形貌进行表征。采用MTT,AO/EB荧光双染法和SEM对复合支架(3D rGO/PPY,3D r GO/PPY/HA)的细胞毒性、粘附和增殖能力进行评估。结果:1.FTIR,Raman,XRD检测结果表明3D rGO/PPY支架的主要成份为石墨烯氧化物及聚吡咯;XPS检测结果指出GO在自组装过程中被部分还原;SEM结果显示GO片能够完整的包覆在整个泡沫镍骨架表面,并且聚吡咯球形颗粒(150-300 nm)均匀的沉积在GO表面;刻蚀泡沫镍模板后的3D rGO/PPY支架能够完整复制NF的形貌,并且能够独立存在;NF模板经加力变形后,同样采用上述制备方法,可以得到不同形状的3D rGO/PPY复合支架。2.纳米压痕实验结果提示PPY涂层可以改善3D rGO基底支架的力学性能,其硬度和杨氏模量值分别从48.59±4.96 MPa和91.0±4.19 MPa增加到92.27±4.03MPa和185.94±10.76 MPa,其中3D rGO/PPY复合支架的杨氏模量与人下颌骨松骨质颊舌向杨氏模量值相近(114±78 MPa)。3.XRD和XPS表征结果表明3D rGO/PPY支架表面矿化涂层的主要成分为HA;SEM结果显示HA为50-100 nm大小的球形颗粒,均匀沉积在3D rGO/PPY支架的表面。4.MTT结果显示3D rGO/PPY和3D rGO/PPY/HA复合支架均能促进MC3T3-E1细胞的增殖,特别是第4天其细胞增殖率分别为对照组的5.27倍和6.6倍。AO/EB荧光双染及SEM结果显示,两者均不具有细胞毒性,细胞均能健康的粘附于支架表面,其中3D rGO/PPY/HA支架表面的细胞数量在整个培养期间均较多。结论:1.以NF为模板,采用LBL法(结合电沉积法)在室温下可以成功制备3D r GO/PPY复合支架。通过加力改变NF基底的结构,可以完成不同形状(比如螺旋型、O、U型等)3D rGO/PPY复合支架的制备,其可为临床骨缺损的精确修复提供一定的实验依据。2.该制备方法简单、低廉,不需要任何特殊的、昂贵的设备,并且可以完成3D rGO/PPY复合支架的大批量合成。3.3D r GO/PPY复合支架的杨氏模量值与人下颌骨松质骨颊舌向杨氏模量值相近,其在下颌骨松骨质缺损的修复中具有重大的应用潜能。4.矿化前后的3D rGO/PPY复合支架(含3D rGO/PPY/HA)对MC3T3-E1成骨细胞均不具有细胞毒性,均能够促进其黏附和增殖,特别是3D rGO/PPY/HA支架效果更佳,期望其在骨组织工程中用于骨缺损的修复具有更大的优势。