贝壳珍珠层生物矿化及其对仿生材料的启示

贝壳珍珠层作为一种典型的生物矿化材料而备受关注. 本文综述了贝壳珍珠层结构及其文石晶体的结晶学取向, 概述了贝壳珍珠层成因的生物矿化机理. 同时介绍了贝壳珍珠层特殊的组装方式在仿生材料方面近年来的研究进展, 认为选择合适的有机物,使其自组装成各种超分子结构作为无机物沉积的模板, 是仿生合成的关键.     

细菌介导生物矿化的研究进展

生物矿物因其高度有序的结构和良好的机械性能成为诸多学科研究的热点.对细菌、真菌、病毒等微生物介导生物矿化的深入研究,不仅能使学者更加系统地认识生命演化过程,而且能为新材料的研发提供思路.其中,细菌诱导的矿化因其潜在的应用价值而深受研究者的青眯.首先介绍了细菌介导的钙化、硅化、铁矿化3种不同的生物矿化类型,其次讨论了细菌...     

淡水养殖珍珠中文石板片厚度的变化及其微结构分析

通过场发射扫描电镜(FE-SEM),对白、粉和紫3种颜色的淡水养殖珍珠的珍珠层微结构进行了较系统研究。结果表明,在白色、粉色及紫色3种色系的珍珠中,在沿珍珠的半径方向上,珍珠层板片的厚度是变化的,且离珍珠核心距离越远,文石板片的厚度逐渐变薄;在同一直径不同颜色的珍珠中,接近珍珠外表面区域内珍珠层文石板片的厚度及珍珠外表面"梯田式"结构形貌也存在明显的差异,且珍珠表面"梯田式"结构越致密,其近珍珠表面的文石板片的厚度就越薄。     

生物矿化在仿生材料领域的研究进展

生物矿化重要的特征之一是无机矿物在细胞分泌的有机基质调节下成核和生长,最终形成具有特殊组装方式和多级结构特点的生物矿化材料,如骨、牙和贝壳等。仿生合成是近年来受生物矿化原理启示而发展起来的一个崭新领域,其合成过程具有高效、有序及自动化等特点。仿生合成材料是具有特殊性能的新型材料,有着潜在的广阔应用前景。综述了近年来在仿骨、仿牙和仿贝壳珍珠层等仿生材料、晶体工程、涂层及在防治病理矿化疾病等方面的研究进展。     

淡水水体的生物监测研究

生物监测是对淡水水体理化监测的配合.在对生物监测概述的基础上提出了淡水水体生物监测的主要方法.综述了当前淡水生物监测的研究进展,探究了淡水生物监测存在的问题及展望.     

粉末结构形貌控制新方法--生物矿化机理的模拟

介绍了生物矿化作用机理及其主要的生物控制因素,指出了模拟生物矿化机理控制粉末结构形貌的三个途径,展望了其发展趋势.     

双亲水性嵌段共聚物的生物矿化模拟研究进展

综述了双亲水性嵌段共聚物的生物矿化模拟研究进展,介绍了其分子结构、合成方法以及生物矿化模拟研究。     

仿生矿化的研究I.文石型碳酸钙的合成

在聚乙二醇（ＰＥＯ）存在下，ＣａＣｌ２和Ｎａ２ＣＯ３反应生成了类似红鲍鱼壳的含有ＰＥＯ的碳酸钙－高聚物复合材料。Ｘ－衍射和电镜照片显示，它有两种微观结构：外层为文石型和方解石型结构，内层为针状文石型结构。热重分析表明，该材料中含有３％在右ＰＥＯ。结果说明，聚合物对碳酸钙晶核的形成和晶体的生长有很大影响，并对其形成机理进行了初步探讨。     

基质调控碳酸钙生物矿化过程及其体外模拟的研究进展

生物体内碳酸钙的矿化过程受有机基质的调控。本文综述了基质蛋白和各类模型基质调控下碳酸钙矿化的研究进展。有机基质提供碳酸钙成核和生长的模板,调控碳酸钙晶体的结晶学取向、晶型和形貌,使形成的碳酸钙晶体具有特定的理化性质。同时,碳酸钙也可影响有机基质的微观结构。     

矿化胶原的组装机理

矿化胶原是骨牙结缔组织中的基本结构单元.从材料学角度认识其组装机理是研发骨牙再生材料的基础和前题.概述了近年来围绕矿化胶原的分级结构和自组装机理的研究进展,以及在此基础上的仿生合成所取得的成果.重点说明目前对胶原生物矿化机理的了解程度以及尚在探索中的重要课题.从这项研究也可看到生物材料,特别是组织工程框架材料和再生医学工程中仿生思路的重要性.     

体外模拟胶原纤维矿化的研究进展

矿化胶原纤维是天然骨的主要成分,掌握胶原纤维的生物矿化过程、原理和调控机制对于骨修复材料的设计及骨组织的再生修复发展有重要意义。综述了体外模拟胶原纤维矿化的研究进展,主要包括胶原纤维内矿化机理和非胶原蛋白对胶原生物矿化的调控作用,以期为胶原生物矿化机理的探讨及骨组织再生修复的研究提供借鉴。     

骨和牙中磷酸钙的矿化过程及其模拟的研究进展

磷酸钙是生物体中的主要矿化物.本文综述了骨和牙中磷酸钙的矿化过程及其体外模拟的研究进展,比较了两者在成分、结构、有机基质和形成机理等方面的异同.从分子识别、晶格匹配、静电作用等方面讨论了矿化过程中有机基质对磷酸钙晶体生长的调制作用.     

骨与牙釉质组织的生物矿化及磷酸钙材料仿生合成研究进展

骨和牙釉是典型的有机基质介导生成的生物矿化材料,其中的矿物相都属于以磷灰石为主的钙磷酸盐系统,但有机基质的不同使得晶体尺寸、形貌及排列方式迥异.本文综述了有关骨和牙釉组织的生物矿化研究,重点探讨对这些天然生物矿化组织的分级结构、基质蛋白的自组装及调控矿化机理的认识.在此基础上,磷酸钙材料的仿生合成以期应用于硬组织的缺损修复或再生医学也是目前的重要研究内容.     

亚稳态球霰石相碳酸钙的调控制备进展

球霰石以其独特的机械、物理和化学性能, 在日用品与生物医学等领域表现出广阔的应用前景。然而在三种无水碳酸钙晶体中, 球霰石的热力学性能最不稳定, 在后续的反应和处理过程中常常转变为更稳定的文石或方解石, 因此如何抑制球霰石向稳定晶型转变一直都是碳酸钙领域研究的热点。本文在概述了球霰石晶体结构、性质、应用及其转化途径的基础上, 以碳酸钙的三种基本制备体系为线索, 综述了碳化法、复分解法、微乳液法和溶剂热法等传统方法以及自组装单分子膜法、仿生合成法和热分解法等一些新型调控制备球霰石相方法的研究进展, 还就利用添加剂促进球霰石形成与稳定的相关机制加以剖析。文章旨在为球霰石相碳酸钙的有效制备提供理论和实践的参考。     

聚丙烯酸钠对钛基种植体仿生矿化性能的调控作用研究

采用微弧氧化工艺在钛基体表面形成陶瓷涂层, 通过SEM、XRD和FT-IR研究并分析了聚丙烯酸钠在矿化过程中对晶体生长的调控作用. 研究发现, 与未添加有机分子相比, 聚丙烯酸钠的存在显著降低了仿生矿化层中低结晶度碳酸羟基磷灰石晶体的尺寸, 同时改变了晶体的几何形态并增加了矿化层的致密度.     

树枝状聚合物用于模拟生物矿化的研究

生物矿化是自然界中普遍存在的现象,有机物尤其是蛋白质在生物矿化过程中发挥至关重要的作用。树枝状聚合物由于其独特的分子结构和易于改性的表面基团,在一定程度上可以模拟蛋白质的结构和功能,适用于模拟生物体系诱导或调控矿化的成核和结晶过程。综述了近年来国内外树枝状聚合物及其衍生物用于模拟生物矿化的研究,详细介绍了聚酰胺-胺型树枝状聚合物和聚丙烯酰亚胺型树枝状聚合物,总结了树枝状聚合物调控或诱导各种矿物结晶的机理。树枝状聚合物的代数、浓度、表面所带基团及其与金属离子作用时间等因素都会影响结晶过程,从而得到不同形貌的晶体,但具体的机理研究仍不深入。     

钛表面聚氨酯涂层的生物矿化及其细胞生物学响应

针对当前钛种植体在临床使用中因界面不匹配导致的种植失败问题,从仿生学角度出发,采用提拉法在钛表面涂覆聚氨酯(PU)高分子涂层,并通过过饱和Ca-P溶液浸泡试验在PU表面原位矿化生成了无机沉积物.采用SEM、EDX、IR、XRD、DSC-TG及接触角测定仪等对矿化后PU表面的理化性能进行了表征和分析,并通过细胞培养试验初步考察了MG63细胞在矿化前后PU表面的增殖及生长情况.结果表明,PU表面矿化物是由纳米片状晶体先聚集堆叠形成团簇状微球,然后微球间互相融合生长而形成的,其成分主要是弱结晶的非化学计量的羟基磷灰石晶体,而且矿化后的PU涂层亲水性更佳,更利于MG63细胞的黏附及增殖.     

Aragonite observed in the prismatic layer of seawater-cultured pearls

The prismatic layer is obviously different from the parallel layer in seawater-cultured pearls. X-ray diffraction (XRD), optical microscopy (OM) and micro-infrared (IR) spectroscopy have been applied to characterize the crystallized layers of high- and low-quality seawater-cultured pearls produced in South China. The result shows that the prismatic layer is not only composed of calcite as reported in previous researches. Three types of prisms were found in seawater-cultured pearls: calcite prism, aragonite prism and calcite and aragonite prism. Therefore, we have a new understanding of the biomineralization of the prismatic layer in seawater-cultured pearls. The result makes us review the traditional viewpoint that the increased content of aragonite improves the quality of pearls. We discovered that some seawater prismatic pearls almost completely composed of aragonite have the worst quality. We thought that the thickness and the spatial distribution of prisms are the main factors that can affect the quality of seawater-cultured pearls.