石墨烯/羟基磷灰石纳米复合涂层在硬组织修复材料中应用探索

石墨烯作为新型碳材料，有许多优于现有碳纳米管、富勒烯和石墨的性能，如：（1）极高的比表面积，理论比表面积高达2630㎡/g；（2）极高的力学强度，石墨烯片层是目前已知世界上强度最高的材料；（3）石墨烯及其薄膜具有良好的生物相容性；（4）易于在其表面形成大量的羰基、羟基、羧基等官能团。为了赋予硬组织修复材料钛合金良好的生物性能和力学性能，本项目采用电泳沉积的方法在其表面沉积石墨烯/羟基磷灰石纳米复合涂层，研究制备工艺与涂层成分、微观组织结构和性能之间的内在规律和影响机制，获得新型碳材料石墨烯在硬组织材料表面改性方面的基础数据，包括涂层的成分、微观组织结构、力学性能、生物活性、生物相容性等。经过工艺优化，最终制备出力学和生物活性良好的硬组织生物材料纳米复合涂层。为拓宽石墨烯的应用范围，发展新型硬组织表面改性材料奠定相关的理论基础，是一项崭新而有深远科学意义的探索研究。

石墨烯及其衍生物作为新型力学增强材料，有许多优于现有碳纳米管、富勒烯和石墨的性能，为了赋予硬组织修复材料钛合金良好的生物性能和力学性能，本项目采用电泳沉积的方法在其表面沉积氧化石墨烯(GO)/羟基磷灰石(HA)纳米复合涂层，研究表明GO有效地减少了表面裂纹的产生，提高了膜层与钛基底的结合力，增强了钛基底的抗腐蚀性和生物相容性，同时提出GO/HA膜层等效电路图与模型图。在此基础上，为了进一步提高膜层生物相容性，分别引入壳聚糖和透明质酸钠，制备出壳聚糖/GO/HA和透明质酸/GO/HA复合涂层。此外，本项目以GO为模版，在其表面原位合成HA纳米可粒，有效的提高了HA的弹性模量和硬度。体外细胞实验(L929细胞与MG63细胞)表明所合成的纳米复合材料具有良好的细胞相容性。为拓宽石墨烯的应用范围，发展新型硬组织表面改性材料奠定相关的理论基础，系统研究了石墨烯微片与MG63细胞的相互作用，不同浓度的石墨烯微片对 MG63 细胞有一定程度的抑制作用，呈现出明显的浓度依赖性抑制作用，浓度越高，对细胞增殖的抑制作用越强，提出了石墨烯微片产生 MG63 细胞毒性的可能途经。.发表SCI收录论文10篇，培养硕士生2名，博士研究生2名。