牛煅烧骨/Ⅰ型胶原复合骨修复材料制备及评价

将牛煅烧骨(TBC)和Ⅰ型胶原(CoL)按不同质量比混合,经戊二醛交联、冷冻干燥等处理后制得复合支架,研究了不同材料比例及胶原交联对材料性能的影响,分析了支架材料的理化性能,通过CCK-8法评价了细胞在支架上的增殖情况.结果表明,所制TBC/CoL支架具有多孔结构,平均孔隙率为93.5%,杨氏模量为4.36±0.21 MPa;复合支架中TBC在CoL上发生了化学吸附,CoL结构保持完整;MC3T3-E1细胞在支架上培养24 h在支架表面生长良好,增殖情况与对照组无明显差别(P0.05).     

三维打印珍珠粉-硫酸钙/聚己内酯复合支架及性能研究

具有生物相容性的支架可以作为可控的细胞外环境,供细胞附着、增殖、分化以及组织生成,在组织工程中有着重要的作用。本研究运用三维打印技术制备了珍珠粉-硫酸钙/聚己内酯(Pearl-CaSO_4/PCL)复合支架,详细研究了珍珠粉含量对复合支架的理化性能和生物学性能的影响。结果表明,复合支架具有350mm左右的三维连通大孔,其孔隙率约60%,支架强度可达8 MPa。珍珠粉的复合能够有效调节复合支架的降解速率并稳定支架周围的体液环境。细胞实验结果表明,Pearl-CaSO_4/PCL复合支架能够促进骨髓间充质干细胞的增殖与分化,且与珍珠粉的含量呈正相关。因此,Pearl-CaSO_4/PCL复合支架在骨缺损修复领域具有应用前景。     

聚己内酯/胶原/丝素复合微纳米纤维膜的制备

采用静电纺丝技术制备了聚己内酯(PCL)与胶原/丝素(COL/SF)质量比为0∶100、10∶90、20∶80、30∶70、40∶60、50∶50的复合微纳米纤维膜,通过扫描电子显微镜、力学性能测试和接触角测试等对复合纤维膜的理化性能进行表征,并将HepG_2细胞种植在复合纤维膜上检测其细胞生物相容性。结果表明:PCL/COL/SF复合微纳米纤维膜纤维形貌良好,纤维直径和亲水性随PCL含量的增加而减小;PCL/COL/SF复合纤维膜具有较好的力学性能。PCL与COL/SF质量比为30∶70时,复合纤维膜亲水性良好,强度和柔性最佳,并且HepG_2细胞在复合纤维膜表面黏附生长良好,细胞增殖情况明显,表明PCL与COL/SF质量比为30∶70的复合纤维膜有望成为一种良好的载体,可应用于体外肝细胞培养。     

壳聚糖支架材料的制备、表面修饰及细胞粘附性能的研究

通过冷冻干燥法进行壳聚糖(Chitosan)多孔支架材料的制备,使用I型明胶对所制得的支架材料进行表面修饰,用于生物医用可降解复合材料的仿生构建.对所制备的支架材料分别进行密度、孔隙率和降解率等物理性质测定,并使用新西兰兔来源的骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)检验支架材料的细胞粘附和生物相容性能.以未经表面处理的该种材料作为对照组,对MSCs-Chitosan复合物分别进行扫描电镜和Hoechst染色等,检测MSCs(间充质干细胞)在支架材料表面的生长、粘附和分布形态.结果显示两种壳聚糖浓度制备的多孔支架材料的空隙率分别为(86.85±2.42)%和(71.50±3.29)%,孔径为90~130 μm,MSCs在经明胶表面修饰的材料表面表现出良好的粘附、伸展性能.此外,本研究还对1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(1-ethyl- (3-dimethylanimopropyl) carbodiimide, EDC)交联剂对壳聚糖基支架性能的影响进行了初步研究.研究表明,通过明胶修饰构建的仿生明胶/壳聚糖人工基质材料,具有良好的生物相容性能,作为一种理想的组织工程用支架材料,适于细胞在其上的粘附与增殖.     

碳纤维增强聚合物组织工程支架的制备及表征

以碳纤维（CF）作为增强材料,将CF有序排列于聚乳酸羟基乙酸（PLGA）多孔结构中,制备性能优良的CF/PLGA复合支架,并对其力学性能及细胞生物学性能进行表征.对增强体CF进行有序排列以提高支架的力学性能,扫描电子显微镜（SEM）观察CF/PLGA复合支架的微观形貌,可以看出CF在聚合物基体内部是呈有序结构并且二者结合情况良好.为了提高CF的生物相容性,利用对氨基苯甲酸对CF进行表面修饰,细胞生长在支架上的SEM照片反映了成纤维细胞对PLGA及CF/PLGA复合支架的黏附性能良好;通过细胞毒性测试,发现表面修饰的CF对细胞的生长没有负面作用,且在一定程度上促进了细胞的生长.研究结果表明,制备的CF/PLGA支架具有良好的力学性能和生物相容性,在骨组织工程支架的应用中具有一定的潜力.     

聚乙烯醇／多壁碳纳米管复合材料的结构与性能

采用超声波辅助溶液共混的方式制备聚乙烯醇／多壁碳纳米管（PVA／MWNT）复合材料,采用红外光谱分析（FTIR）、差示扫描量热分析（DSC）、扫描电镜（SEM）对复合材料的结构及微观形态进行了表征,对复合材料的物理机械性能及导电性能进行了测试。结果表明：PVA与MWNT之间在共混膜中有一定的相互作用,采用溶液混合并用超声辅助分散的方法可使MWNT在PVA基体中分散良好,在MWNT含量较低的情况下就可以获得导电性能及物理机械性能良好的复合材料。     

水性硝化纤维/聚乙烯醇复合乳液的制备与性能

将水性硝化纤维(WNC)乳液与聚乙烯醇(PVA)溶液共混制备了WNC/PVA复合乳液。用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和透射电镜(TEM)表征了材料的相容性,并通过万能材料试验机、吸水率测试和热重分析等方法研究了PVA含量对复合材料力学性能、耐水性和热性能的影响。实验结果表明:WNC与PVA之间存在分子间氢键作用,两者相容性较好。当PVA含量为15%时,复合乳液具有优异的稳定性,涂膜拉伸强度为4.0 MPa,断裂伸长率为299.0%,吸水率为18.4%。     

SF/COL/PLCL静电纺丝三维纳米纤维支架与人脐带血间充质干细胞的细胞相容性研究

目的研究SF/COL/PLCL静电纺丝三维纳米纤维支架与人脐带血(human umbilical cord blood,hUCB)间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)的细胞相容性。方法分离、培养hUCBMSCs,并进行传代,取第3代hUCBMSCs,茜素红染色和Von Kossa染色检测其体外诱导成骨分化的能力;流式细胞术检测其表面相关抗原的表达。制备SF/COL/PLCL静电纺丝三维纳米纤维支架,扫描电镜观察其形貌表征,并检测其力学性能。将hUCBMSCs接种于静电纺丝三维纳米纤维支架上,观察细胞在支架上的生长及增殖情况。结果 hUCBMSCs具有成骨诱导分化能力,其表达CD44、CD29、CD90和CD105,不表达CD45和CD34。SF/COL/PLCL复合纳米纤维的纤维形貌良好,随着PLCL含量的增加,纤维的直径和力学性能均逐渐增加。hUCBMSCs能够在三维纳米纤维支架上很好地黏附,并相互连接向周围扩展,三维纳米纤维支架能很好地促进细胞黏附和增殖,与常规培养的细胞相比,差异有统计学意义(P0.05或P0.01),当SF/COL与PLCL的质量比为30∶70时,最有利于细胞的生长。结论 hUCBMSCs能够在SF/COL/PLCL静电纺丝纳米纤维支架上生长、增殖,这种支架材料具有良好的力学性能及细胞相容性,有望成为一种新型组织工程支架材料。     

PVA/石榴皮粉复合薄膜的制备及性能研究

以聚乙烯醇(PVA)为基材、石榴皮粉为填充材料,采用溶液共混的方法制备了不同石榴皮粉含量的PVA/石榴皮粉复合薄膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱、紫外可见光谱、力学性能测试、水蒸气透过率测试、热重差热分析等手段考察了石榴皮粉含量对PVA复合薄膜性能的影响。结果表明:石榴皮粉与PVA相容性良好,与纯PVA薄膜相比,PVA/石榴皮粉复合薄膜的热稳定性显著增强,并表现出优异的紫外光阻隔性能,同时,随着石榴皮粉含量的增加,复合薄膜的水蒸气透过率提高,脆性增大。     

细菌纳米纤维素/聚乙烯醇小径人工血管的制备及其表征

细菌纳米纤维素(bacterial nano-cellulose, BNC)有着良好的生物相容性和力学性能,已被广泛研究用于人工血管等生物医学领域。当纯的BNC凝胶管用于小口径人工血管时,缝合强度等力学性能以及长期抗凝血性等方面不足。为改善以上性能,本研究首次采用压力注射聚乙烯醇(polyvinyl alcohol, PVA)与相分离技术相结合的方法制备BNC/PVA复合管,同时对复合管进行了理化性能与生物相容性表征。结果表明BNC/PVA复合管的轴向拉伸性能、缝合强度、抗渗漏性、爆破压指标均大于BNC管。复合管减少了血小板的粘附,延长了血浆复钙时间,抗凝性优于BNC管?BNC/PVA复合管对于HUVECs生长增殖无毒害作用。以15%PVA初始浓度复合的BNC/PVA15%管具有良好的力学性能、血液相容性和细胞相容性,表明该复合管在小口径人口血管领域具有良好的应用前景。     

PVA/锑搀杂二氧化锡纳米复合材料的结构与性能研究

采用溶液共混的方式制备聚乙烯醇/锑搀杂二氧化锡(PVA/ATO)纳米复合材料,采用红外光谱(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、光学显微镜、扫描电镜对复合材料的结构及微观形态进行了表征,对复合材料的导电性能及机械性能进行了测试。结果表明:PVA与ATO之间在共混膜中存在强烈的相互作用,这种相互作用可使纳米ATO在PVA基体中分散良好,在ATO含量较低的情况下就可获得导电性能及机械性能良好的复合材料;纳米ATO明显的异相成核效应,能够提高PVA的结晶温度及熔融温度。     

改性聚乙烯醇添加酒糟制备缓释肥包膜材料的表征及其性能

采用聚乙烯吡咯烷酮（PVP），通过溶液共混的方式对聚乙烯醇（PVA）进行改性，添加酒糟（JZ）制备复合包膜材料，并对氮肥进行包膜制备缓释肥料。研究了JZ的添加量对复合包膜材料性能以及包膜肥料缓释性能的影响。结果表明：JZ与各组分之间通过氢键作用相互结合，相容性良好；JZ的添加使复合膜材料热稳定性得到了显著提高；120d PUPZ5复合包膜材料降解率相比未添加JZ提高了20.11%；随着JZ的加入，复合包膜材料的机械性能先增加后下降，当JZ与PVA的质量比为15∶100时复合膜材料的力学性能达到了20.75MPa，比未添加酒糟提高了528.79%，且缓释肥料具有良好的缓释性能，可以通过调节JZ在复合包膜材料中的含量来控制缓释肥料中N的释放速率。     

蒙脱石有机化对PVA/蒙脱石复合薄膜的性能影响

以精制钠基蒙脱石(Na-MMT)、有机化蒙脱石(OMMT)和聚乙烯醇(PVA)为原料,通过水溶液插层-流延成膜法制备纳米复合薄膜。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重分析(TGA)对复合材料的结构和性能进行表征,重点探讨蒙脱石有机化对PVA/MMT复合薄膜性能的影响。结果表明Na-MMT和OMMT纳米颗粒在PVA基体中均得到了良好分散;有机改性剂的存在促使PVA/MMT复合薄膜的MMT片层间距扩撑更大,但由于其与PVA相容性较差,导致有效插入MMT片层间的PVA分子较少,PVA/MMT复合薄膜的热稳定性改善效果不明显。     

利用静电纺丝制备CdTe量子点/聚乙烯醇复合纳米纤维及其荧光性能研究

将CdTe量子点(QDs)与聚乙烯醇(PVA)通过溶液共混,利用静电纺丝技术制备出CdTe QDs/PVA复合纳米纤维,通过扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X-射线光谱(EDX)、分子荧光分光光度计和倒置荧光显微镜对复合纳米纤维进行微观形貌和荧光性能的研究。结果表明:当PVA含量为10%、CdTe QDs浓度为1.5mmol·L-1时,所制备的CdTe QDs/PVA复合纳米纤维的荧光性能最佳,且纳米纤维表面光滑、尺寸均匀,直径为200nm左右。与溶液浇铸法制得的CdTe QDs/PVA复合薄膜相比,该复合纳米纤维膜的荧光性能有所提高,说明CdTe QDs在复合纳米纤维中具有更好的稳定性和分散性。     

聚合物基复合材料用耐高温水溶性芯模性能研究

采用具有良好韧性的聚乙烯醇(PVA)和良好水溶性的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合溶液作为胶黏剂,以石英砂作为填料,经过高温烘干工艺制备了一种低成本易成型的水溶性芯模。该芯模既能满足树脂基复合材料成型时的温度要求,又能在复合材料成型完成后进行水溶脱除。主要研究了水溶性芯模材料的组成、制备工艺与成型收缩率、耐温性、加工性等相关性能,并对水溶性芯模材料的水溶性作了评价和表征。     

磁性纳米凹凸棒土改性聚乙烯醇复合材料的性能

在通过化学沉降法制备不同复合率的磁性凹凸棒土(MAT)的基础上,以溶液共混的方法制备了聚乙烯醇(PVA)-MAT纳米复合材料,并用扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、热重分析等方法对复合材料的形貌、结构、热性能进行了分析,同时测试了复合材料的力学性能,对磁性凹凸棒土的改性和增强机制进行了探讨。     

基于溶液插层和表面接枝的PLA/PLA-g-OMMT纳米复合材料制备及其性能研究

采用聚乙二醇(PEG)通过溶液插层对钠基蒙脱土(Na-MMT)进行有机化改性,并利用左旋乳酸(L-LA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)对所得有机蒙脱土(OMMT)的表面进行接枝改性,得到聚乳酸(PLA)接枝有机蒙脱土PLA-g-OMMT;然后通过溶液共混的方式制备出PLA/PLA-g-OMMT纳米复合材料。结果表明:通过溶液插层和表面接枝对Na-MMT进行修饰,然后将其与PLA复合,可以同时提高PLA材料的强度和韧性。其中当PLA-g-OMMT用量为PLA的2%时,其改性效果最好,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别达到41.84 MPa和8.01%。另外,PLA-g-OMMT的引入能够改善复合材料的结晶性能,并可使材料的玻璃化转变温度降低。     

羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖/明胶复合支架的制备及表征

采用原位共沉淀结合冷冻干燥工艺制备羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-明胶复合支架材料,然后利用X射线衍射仪(XRD)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)检测其组成,扫描电子显微镜(SEM)观察微观结构,模拟体液浸泡法测试其降解性能,直接接触法观察其细胞毒性。结果表明:羟基磷灰石通过化学键与羧甲基壳聚糖和明胶结合;支架为相互连通的多孔结构,孔径尺寸介于100μm到300μm之间;纳米羟基磷灰石呈针状,均匀分布在支架中。与纯羟基磷灰石相比,复合支架降解性更好,更利于细胞黏附和增殖。实验结果同时表明支架材料的微观结构、降解性和细胞毒性可以通过改变明胶的含量进行调节,以满足不同修复部位的需求,是一种理想的骨组织工程用支架材料。     

辐射交联PVA/PVP/胶原复合水凝胶的制备及性能研究

采用辐射交联与冻融循环相结合的方法,将胶原引入聚乙烯醇(PVA)/聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)水凝胶体系,制备具有较高生物活性的PVA/PVP/胶原复合水凝胶。通过含水率、溶胀性能、力学性能及微观结构研究胶原对复合水凝胶结构与性能的影响,并优选最佳体系进行体外细胞毒性实验(MTT法)。研究结果表明,复合水凝胶具有均匀分布的三维多孔结构,胶原的添加增大水凝胶网络空间结构,其初始含水率达92%,并在10 h内达到溶胀平衡,但力学性能降低。辐射交联与冻融循环相结合的方法有利于提高胶原水凝胶制备效率,胶原结构不改变,其体外细胞存活率从PVA/PVP水凝胶的77.3%提高到93.8%,细胞相容性提高。     

改性水滑石/聚乙烯醇复合膜的制备及性能

采用焙烧复原法将山梨酸(SA)插入水滑石(LDH)层间合成了纳米插层材料SA-LDH,将其与聚乙烯醇(PVA)共混,通过溶液流延法制备得到复合薄膜SA-LDH/PVA。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DSC)和扫描电镜(SEM)对其结构、热稳定性以及形貌进行表征,并测试了复合薄膜的力学性能、溶胀率、溶解率和抑菌性能。结果表明:复合薄膜SA-LDH/PVA中SA-LDH含量为5 wt%时得到的LDH晶型最为完整,对应的SA-LDH片层在PVA薄膜中分散比较均匀;添加3 wt%SA-LDH可提高PVA膜的热稳定性;SA-LDH添加量为5 wt%和7 wt%时,提高了复合膜的抗拉性能和断裂伸长率;SA-LDH的添加提高了PVA膜的耐水性能;SA-LDH的添加量分别为5 wt%和6 wt%时,SA-LDH/PVA复合薄膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌效果最佳。制备的改性水滑石/聚乙烯醇复合抑菌膜,为食品包装领域提供一种广谱的抑菌材料。