表面改性纳米纤维素/羟基磷灰石纳米复合材料的制备与性能研究

杨可晴，朱玉，赵一阳，杨京龙，陈宗举，张秀成

（东北林业大学 化学化工与资源利用学院，哈尔滨 150040）

人工骨替代材料均具有良好的生物相容性、生物活性和骨传导性，可用于治疗骨缺损[1]。羟基磷灰石（HA）是一种生物活性矿物，还是天然骨无机盐的主要成分[2-6]。HA 能提高生物聚合物的骨传导性，可以促进骨细胞增殖和成骨细胞矿化，是目前公认的最具潜力的骨组织修复材料[7-8]。合成HA 晶体的许多特性与其粒径大小密切相关，当粒径介于1～100 nm时，纳米羟基磷灰石（n-HA）晶体与普通HA 颗粒相比，具有不同的物理、化学性质。其具有高表面积，与自然骨的化学相似性较高，相对于普通HA，有更大的表面能和更高的生物活性等[9-10]。但是，n-HA单独作为骨组织工程材料，存在脆性大、不易降解等诸多问题[11-13]。把高韧性的高分子基质与高刚性的n-HA 巧妙结合，使其最大程度地实现两种成分的优势互补和协同优化，可赋予仿生纳米复合材料高强韧的力学性能[14]，解决骨组织工程材料的强度低、脆性大等问题。纳米纤维素（NCC）是一种从天然多糖高分子——纤维素纤维中提取的棒状纤维素晶体，直径为2～20 nm，长度可达几百纳米，具有很高的长径比或形态比[15]。同时，NCC 还具有结晶度高、柔韧性和生物相容性良好等特点[16-18]。纳米纤维素/羟基磷灰石（NCC/HA）复合材料不仅可显著改善骨材料的力学性能和生物相容性，组分中的HA 还可为骨修复部位提供优质钙、磷元素的来源[19]。

未经表面处理的NCC 极易团聚、亲水性强的特点，严重限制了其在复合材料领域中的应用。……