用于生物医学应用的石墨烯修饰聚烯纳米纤维:增强机械强度和生物相容性
Sankar Thangavel1, Kannan Thanneerpanthalpalayam Kandasamy2, Rajasekar Rathanasamy3
1Department of Mechanical Engineering, Paavai College of Engineering, Namakkal, Tamil Nadu, India.
概括
在这项研究中,使用功能化石墨烯设计了耐用的聚乙烯 (PCL) 支架,提高了软组织再生的强度和稳定性. 经过灭菌后,优化的支架显示了增强的机械性能和细胞相互作用.
科学领域:
- 生物材料工程 生物材料工程
- 纳米技术纳米技术
- 组织工程是组织工程.
背景情况:
- 聚乙烯 (PCL) 纳米纤维支架是软组织再生所需的,但经过灭菌和水合后面积能量较低,硬度较低,强度较低.
- 石墨烯添加剂可以增强机械性能和可湿性,但在临床条件下功能组和低度的影响需要澄清.
研究的目的:
- 通过结合碳基功能化石墨烯 (CFG) 和基功能化石墨烯 (HFG) 来设计耐杀菌和水稳定的PCL支架.
- 用响应表面方法来定义一个最佳的处理窗口,以增强支架属性.
主要方法:
- 在PCL中,使用CFG或HFG和电压的不同质量百分比进行电.
- 描述包括FTIR,拉曼映射,DSC/TGA,拉力/DMA,接触角度,蛋白质吸附,细胞相容性和降解研究.
- 进行了杀菌 (EtO, γ) 和湿测试以评估稳定性.
主要成果:
- 1%重量的石墨烯复合材料显示拉伸强度和模量增加了40-55%,在循环加载和g-消毒后,硬度保留得到了改善.
- 石墨烯的添加减少了接触角度,增加了纤维内素吸附,增强了人类皮肤纤维细胞的活力,并减少了细菌的附着.
- 响应表面分析确定了1.2-1.3重量%石墨烯和16-18千伏的最佳窗口,用于平衡强度和绝育电阻.
结论:
- 功能化石墨烯显著提高了电PCL支架的机械,稳定性和生物特性.
- 开发的PCL-石墨烯支架适用于软组织应用,需要强大的处理和改进的细胞集成.
- 建议进行进一步的扩大规模,体内验证和绝育剂量映射研究.
