24、碳纳米管增强聚合物复合材料在生物医学领域的应用与前景

碳纳米管增强聚合物复合材料在生物医学领域的应用与前景

1. 碳纳米管增强聚合物复合材料简介

碳纳米管增强聚合物复合材料（CNT - RPCs）的出现，为材料科学领域带来了重大进展。这种复合材料将碳纳米管（CNTs）的优异机械强度、高导电性和出色的热稳定性，与聚合物的柔韧性和可成型性相结合，展现出卓越的综合性能。通过调整碳纳米管在聚合物基体中的浓度和分散状态，还能进一步优化材料的性能，使其满足不同应用场景的需求。

在生物医学领域，CNT - RPCs凭借其生物相容性、机械强度和导电性，展现出独特的优势。在骨植入研究中，它能有效解决传统植入物带来的应力屏蔽问题，因为其机械性能可调整至与天然骨骼相匹配。此外，其导电性有助于成骨细胞的连接和增殖，对骨整合至关重要。同时，在组织工程和再生医学方面，具有大表面积的改性CNT - RPCs有利于细胞粘附和增殖，对组织再生意义重大。而且，碳纳米管的大表面积可容纳更多药物，并通过与聚合物基体的相互作用实现药物的可控释放，为靶向药物递送提供了可能。

除生物医学外，CNT - RPCs在电子、航空航天等领域也有广泛应用。在电子领域，含碳纳米管的聚合物的高导电性使其适用于柔性和可拉伸电子设备；在航空航天和汽车领域，其优异的重量 - 强度比、高导热性和耐磨性，使其成为承受常规机械应力或高温部件的理想材料。

2. 生物医学应用进展

2.1 骨植入应用

CNT - RPCs在骨植入应用中具有革命性意义。以聚醚醚酮（PEEK）为例，它虽具有生物相容性、化学抗性和机械强度，但生物活性和骨结合能力有限。而在PEEK基体中加入碳纳米管，可改善其机械性能，实现对骨骼的精确模拟，缓解应力屏蔽问题，避免植入