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학술저널
저자정보
Pei Feng (State Key Laboratory of High Performance Complex Manufacturing, College of Mechanical and Electrica) Jiye Jia (State Key Laboratory of High Performance Complex Manufacturing, College of Mechanical and Electrica) Shuping Peng (NHC Key Laboratory of Carcinogenesis of Hunan Cancer Hospital and the Affiliated Cancer Hospital of) Yang Shuai (Huazhong University of Science and Technology) Hao Pan (Department of Periodontics & Oral Mucosal Section, Xiangya Stomatological Hospital & Xiangy) Xinna Bai (Department of Conservative Dentistry & Endodontics, Xiangya Stomatological Hospital & Xiang) CIJUN SHUAI (Central South University)
저널정보
한국생체재료학회 생체재료학회지 생체재료학회지 제26권 제1호
발행연도
2022.3
수록면
70 - 84 (15page)
DOI
https://doi.org/10.1186/s40824-021-00248-0

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Background: The reinforcement effect of fiber-reinforced polymer composites is usually limited because of the poor interfacial interaction between fiber and polymer, though fiber reinforcement is regarded as an effective method to enhance the mechanical properties of polymer. Methods: In this study, nano-SiO2 particles grafted by 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane (KH560) were introduced onto the surface of 3-Aminopropyltriethoxysilane (KH550) modified carbon fiber (CF) by a self-assembly strategy to improve the interfacial bonding between CF and biopolymer poly (lactic acid) (PLLA). Results: The results indicated that PLLA chains preferred to anchor at the surface of nano-SiO2 particles and then formed high order crystalline structures. Subsequently, PLLA spherulites could epitaxially grow on the surface of functionalized CF, forming a transcrystalline structure at the CF/PLLA interface. Meanwhile, the nano-SiO2 particles were fixed in the transcrystalline structure, which induced a stronger mechanical locking effect between CF and PLLA matrix. The results of tensile experiments indicated that the PLLA/CF-SiO2 scaffold with a ratio of CF to SiO2 of 9:3 possessed the optimal strength and modulus of 10.11 MPa and 1.18 GPa, respectively. In addition, in vitro tests including cell adhesion and fluorescence indicated that the scaffold had no toxicity and could provide a suitable microenvironment for the growth and proliferation of cell. Conclusion: In short, the PLLA/CF-SiO2 scaffold with good mechanical properties and cytocompatibility had great potential in the application of bone tissue engineering.
#Carbon fiber #Poly (lactic acid) #Bone scaffold #Interfacial crystallization

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