奈米生醫複合材料之機械特性強化與藥物包覆及釋放之研究

Abstract

無機奈米磷灰石，是一種生物相容性及可降解的無機奈米材料，在過 去一年來(目前正在執行一年期的 Phase-I 計畫)，主要是在探討無機奈米磷 灰石粉體的合成與成長機制及形態發展，至今不僅在常溫即可合成β-TCP phase。而且可控制CDHA 的核凝與成長反應，發展出具有不同長寬比 (Aspect ratio)的無機奈米磷灰石(CDHA)粉末，可用於強化生化有機基材。 因此基於Phase-I 所累積的研究經驗，因此本研究計畫(Phase-II)以兩年，來 進行缺鈣磷灰石基之奈米生化複合材料的強化機制與釋藥特性之分析研 究，其研究主題及重點列述如下: 第一年，首先探討CDHA/PLA 之奈米複合材料的製程，並分析此奈米 複合材料的流變行為，並利用高剪應力作用模式，來研究CDHA 無機奈米 粒子，在此奈米生醫複合材料中的分散性，進而探討無機奈米磷灰石的特 性與製程參數，對於此複合材料之機械強度的影響。在另外一方面，透過 In-situ 合成的方式，來研究磷灰石奈米微粒的之結晶形態及特性，對於小 分子藥物的包覆相關製程及釋放行為。 第二年的研究，首先利用所合成之CDHA 藥物載體粉體，分散於生物 可降解高分子基材(PLGA 或Chitosan-Gelatin)中，來進行複合材料的合成與 仿支架之(中空) 短纖抽絲的製程研究。透過Stress-Induced CDHA Alignment 強化機制，來探討CDHA 對於此奈米生醫複合纖維的機械性質及藥物載體 釋放之功能(如圖一)。在另一方面，則透過電解質或電化學溶液的不同層次 披覆，來進行此中空纖維結構表面的改質研究，並探討其表面的物性及對 藥物釋放性的影響，以發展具設計-材料-製程-特性最佳化的中空纖維結構 支架。