SiC納米線三維結(jié)構(gòu)的制備與生物相容性.pdf

1、發(fā)展強(qiáng)度高、韌性大、具有優(yōu)異生物學(xué)性能的齒科復(fù)合材料已成為齒科修復(fù)材料研究的焦點(diǎn)問(wèn)題。SiC納米線因其具有穩(wěn)定的物理、化學(xué)性能、優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)性能及相應(yīng)的生物學(xué)特性，成為探討臨床應(yīng)用生物材料的首選材料。本文采用新的合成方法來(lái)制備不同長(zhǎng)度的SiC納米線，并對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析表征，研究了SiC納米線對(duì)細(xì)胞的生物相容性及SiC納米線三維結(jié)構(gòu)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的安全性測(cè)試。
　　本文采用氣氛壓力熱處理工藝，以單晶硅片和石墨為原料在低溫

2、下合成出SiC納米線。該納米線具有單晶的面心立方結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)彎曲狀，其生長(zhǎng)遵循由下向上的氣-液-固（VLS）機(jī)制。隨后通過(guò)硼酸、硅溶膠和蔗糖為原料，合成出一種非晶態(tài)的含硼SiO2/C納米復(fù)合粉體，并通過(guò)氣氛熱處理工藝獲得大量SiC納米線。納米線的尺寸均勻、結(jié)構(gòu)為單晶面心立方相、純度高。分別分析了兩種不同工藝的SiC納米線的生長(zhǎng)機(jī)制。
　　體外生物相容性采用納米及微米兩種長(zhǎng)度的SiC納米線進(jìn)行。噻唑藍(lán)比色法（MTT）結(jié)果表明，微米級(jí)長(zhǎng)

3、度的SiC納米線體外生物相容性良好。而納米長(zhǎng)度的納米線與對(duì)照組相比，隨著納米線濃度的提高，對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)有明顯的抑制作用，細(xì)胞存活率顯著下降。 Western Blot檢測(cè)凋亡相關(guān)蛋白因子研究顯示，長(zhǎng)度為微米級(jí)的SiC納米線與對(duì)照組比較無(wú)明顯差異；而長(zhǎng)度為納米級(jí)的納米線作用于MC3T3-E1細(xì)胞24h后，細(xì)胞中Bax和cleaved-Caspase3蛋白的表達(dá)隨納米線作用濃度的升高呈上升趨勢(shì), Bcl-2蛋白的表達(dá)隨納米線作用濃度的升高呈

4、下降趨勢(shì)，均與對(duì)照組比較有差異，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。氧化應(yīng)激反應(yīng)結(jié)果表明，納米長(zhǎng)度的SiC可以誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生氧化應(yīng)激反應(yīng),造成膜脂在細(xì)胞和組織水平發(fā)生過(guò)氧化損傷,引起細(xì)胞的凋亡。細(xì)胞內(nèi)ATP實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了納米長(zhǎng)度的SiC納米線對(duì)細(xì)胞的凋亡是主要通過(guò)線粒體通路進(jìn)行的。而微米長(zhǎng)度的SiC納米線，細(xì)胞形態(tài)學(xué)與正常細(xì)胞基本相同，呈梭形、貼壁生長(zhǎng)，細(xì)胞存活率、凋亡相關(guān)蛋白因子及氧化應(yīng)激反應(yīng)檢測(cè)均與正常細(xì)胞組實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)明顯差異，表現(xiàn)了良好的體外生物相容

5、性。
　　動(dòng)物實(shí)驗(yàn)采用由微米長(zhǎng)度的SiC納米線構(gòu)成的三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行，包括口腔黏膜刺激實(shí)驗(yàn)、急性全身毒性實(shí)驗(yàn)以及溶血研究?？谇火つご碳?shí)驗(yàn)結(jié)果表明，兔子術(shù)后2周內(nèi)，無(wú)一死亡，均活動(dòng)正常，飲食正常。黏膜未見(jiàn)上皮角化或過(guò)度角化現(xiàn)象，黏膜組織整體細(xì)胞分層排列次序清楚均勻，基底部膜性結(jié)構(gòu)完整連續(xù)。急性全身毒性試驗(yàn)在成熟小白鼠體內(nèi)進(jìn)行。納米 SiC三維結(jié)構(gòu)浸提液注入后，未見(jiàn)任何異常反應(yīng)抑或急性中毒癥狀，沒(méi)有出現(xiàn)死亡病例，未引起小白鼠體內(nèi)各器官結(jié)