HAp-二甲基丙烯酸酯复合材料的性能评估：单体链长度对力学性能、热性能及离子-单体释放特性的影响

《Polymers for Advanced Technologies》：Evaluation of HAp-Dimethacrylate Composites: Influence of Monomer Chain Length on Mechanical, Thermal, and Ion-Monomer Release Properties

羟基磷灰石（HAp）基复合材料因与天然骨化学相似而备受关注，但单体结构及配比对材料热、机械及降解性能的影响尚未明确。本研究采用DEGDMA、TEGMDA和TEeGDMA三种二甲基丙烯酸单体与HAp按50/50、60/40、70/30配比复合，通过BPO引发自由基聚合制备复合材料。XRD和FT-IR证实材料结晶度与结构，热分析显示单体链长增加提升热稳定性（T5%和T10%升高）。机械测试表明H-50DM组压缩强度最高（11.89 MPa）。降解研究显示TEeGDMA组重量损失最大（1.958%），但单体释放量最低（0.0009%），均低于细胞毒性阈值。揭示了单体链构效对HAp复合材料性能的调控机制，为骨再生治疗材料开发提供新思路。

　　

摘要

在硬组织应用中，对生物活性复合材料的需求日益增长。基于羟基磷灰石（HAp）的复合材料因其与天然骨骼的化学相似性而成为有前景的候选材料。然而，二甲基丙烯酸酯单体结构和组成比例对HAp复合材料的热性能、机械性能和降解性能的影响仍需进一步研究。在本研究中，三种二甲基丙烯酸酯单体（DEGDMA、TEGDMA和TEeGDMA）以不同的重量比（50/50、60/40和70/30；单体/HAp）与HAp结合，通过使用BPO作为热引发剂进行自由基聚合制备了复合材料体系。合成的HAp的晶体结构和颗粒形态通过XRD和FT-IR分析得到了确认。热性能测试（TG/DTA、DSC）表明，随着单体链长的增加，热稳定性提高，这体现在TEeGDMA体系中的%和%值更高。机械测试评估了单体结构对50/50复合材料压缩强度的影响，其中H-50DM在所有测试组中表现出最高的平均强度（11.89 MPa）。降解和释放（Ca²⁺离子和单体）研究表明，基于TEeGDMA的复合材料具有最高的重量损失（1.958%），同时保持最低的单体释放量（0.0009%），这两项指标均低于已报道的细胞毒性阈值。本研究揭示了二甲基丙烯酸酯链结构如何调节HAp复合材料性能的新视角。这些结果强调了单体结构对HAp复合材料性能的影响，并支持其在再生骨治疗中的潜力。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可向通讯作者索取。由于隐私或伦理限制，这些数据不对外公开。