β-磷酸三钙-生物活性玻璃-聚乳酸多孔复合材料的降解性能

选用生物相容性好的β-磷酸三钙(β-tricalcium phosphate,β-TCP)、生物活性玻璃(bioglass,BG)及聚乳酸(poly lactic acid,PLA)几种材料进行复合组装,制得了三维多孔结构的骨组织工程支架材料.用模拟体液(simulated body fluid,SBF)进行体外模拟实验.用扫描电镜、X射线衍射、Fourier红外变换光谱及诱导耦合等离子体发射光谱等测试手段,测试分析浸泡不同天数的材料的显微结构、降解性能及反应产物.用Archimedes法和氮气吸附法测定材料的气孔率和比表面积.结果表明,在相同的气孔率条件下,支架材料的降解速率由快到慢依次为:β-TCP/BG/PLA＞β-TCP/BG＞β-TCP.支架材料浸泡在SBF中,表面会生成一层类骨羟基磷灰石层.     

碳酸羟基磷灰石的生物矿化研究

采用湿化学法制备了B型替代为主的碳酸羟基磷灰石(CHA)和羟基磷灰石(HA).利用体外实验方法(in vitro)以及XRD、SEM、FTIR、AAS等手段研究了HA和CHA在模拟生理溶液(SBF)中的降解过程、表面反应产物和生物矿化机理.研究结果表明,CHA具有较高的生物活性,在SBF中浸泡后可形成表面类似天然骨中矿物的碳酸羟基磷灰石层(HCA).材料的组成、溶解度和表面能对矿化层微晶的成核有重要作用.     

以葡萄糖为造孔剂制备多孔羟基磷灰石涂层

采用电泳沉积方法在钛基材表面制得羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)/葡萄糖复合涂层,经烧结处理得到多孔HA涂层。采用红外光谱仪、扫描电镜、X射线衍射和热重分析表征了涂层的组成、表面形貌、物相组成及热稳定性,黏结-拉伸实验测定涂层与基体的结合强度,人体模拟体液(simulated body fluid,SBF)浸泡测定涂层的生物亲合性。结果表明:经700℃烧结处理,复合涂层中的葡萄糖微粒热分解得到多孔HA涂层,孔径为2～20μm,涂层与基体的结合强度可达17.6MPa;在1.5倍SBF(各离子浓度为SBF的1.5倍)中浸泡5d后,多孔HA涂层表面碳磷灰石化,呈现良好的生物亲合性。     

水解度对溶胶-凝胶生物玻璃生物活性的影响

为了获得具有较高生物活性和良好生物矿化性能的生物活性材料,以正硅酸乙酯(TEOS)及磷酸三乙酯(TEP)为前驱体,硝酸钙(CN)为添加剂,盐酸为催化剂,在不同水与醇盐物质的量比(R)条件下,采用溶胶-凝胶法制备了CaO-P2O5-SiO2系统生物活性玻璃.利用生物活性材料的体外评价方法及FTIR、XRD、SEM测试技术对样品的结构和生物活性进行了分析研究.结果表明:经模拟体液(SBF)浸泡后, 随着水解度的增大,其表面羟基磷灰石层的形成能力逐渐减弱.     

烧结法制备硼酸盐微晶玻璃支架及其体外生物活性

采用熔融法制备组成(摩尔分数)为24.5%Na2O-24.5%CaO-6%P2O5-45%B2O3的硼酸盐微晶玻璃。选取粒径为300～400μm的硼酸盐微晶玻璃颗粒,用烧结法制备硼酸盐微晶玻璃支架。采用质量损失分析、X射线衍射和电子扫描显微镜等手段分析玻璃支架与模拟体液(simulated body fluid,SBF)溶液的反应过程,研究其生物活性和生物降解性,同时将其与烧结法制备的45S5玻璃支架进行比较。结果表明:与45S5玻璃支架相比,硼酸盐微晶玻璃支架具有更好的生物降解性能和生物活性。硼酸盐微晶玻璃中的玻璃相在SBF中降解速率快,支架表面快速形成羟基磷酸钙的沉积。硼酸盐微晶玻璃中β-NaCaPO4晶相的降解速率慢,可以使支架材料保持较持久的强度。这种双重反应特性使支架材料的降解速率与骨组织的生长速率相配,使支架材料在骨组织工程上具有良好的应用前景。     

多壁碳纳米管/羟基磷灰石/聚醚醚酮三元纳米复合物的制备与性能研究

聚醚醚酮(PEEK)是一种刚性的热塑性工程塑料。由于具有优异的力学性能,PEEK被认为是理想的骨修复材料。但是PEEK本身的生物惰性却阻碍了其在生物材料领域中的应用。通过预混与注塑加工,本课题组成功制备出具有生物活性的多壁碳纳米管(MWCNTs)/羟基磷灰石(HA)/聚醚醚酮三元纳米复合物。结果表明,MWCNTs/HA/PEEK三元复合材料的力学性能优于传统的HA/PEEK二元复合材料。此外,该复合材料在模拟体液(SBF)中浸泡1~2周后,材料表面能够自发沉积出磷灰石层,显示出良好的生物活性与骨诱导性。     

La_2O_3对激光熔覆生物陶瓷涂层生物活性的影响

采用梯度宽带激光熔覆技术在钛合金(TC4)基体表面制备生物陶瓷涂层,研究不同含量稀土氧化物La_2O_3的加入对浸泡在模拟体液(SBF)中的生物陶瓷涂层生物活性的影响。结果表明,稀土氧化物La_2O_3在激光熔覆生物陶瓷过程中具有诱导合成HA+β-TCP的作用,在模拟体液(SBF)中浸泡相同时间,当La_2O_3含量为0.6 wt%时,合成HA+β-TCP的数量最多,生物陶瓷涂层生物活性更好。     

α-磷酸三钙对磷酸镁骨水泥强度与体外降解性能的影响

为探究α-磷酸三钙(α-TCP)对MPC强度和体外降解性能的影响,将α-TCP与MPC复合制得α-TCP/MPC骨水泥样品,然后将样品分别置于去离子水、模拟体液(SBF)及磷酸盐缓冲溶液(PBS)中浸泡不同周期,通过万能实验机、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对α-TCP/MPC骨水泥样品进行测试.结果表明,α-TCP的加入仍可保持MPC优异的力学性能,同时可提高MPC的耐水性,延缓MPC在SBF中的降解速率;SBF浸泡后的α-TCP/MPC样品表面有球状类骨磷灰石生成,表明α-TCP/MPC可能具有良好生物活性.     

Mg/HA复合生物材料的制备及表面生物活性评价

用纯镁做基体,以化学沉淀法制备的类球状纳米羟基磷灰石(HA)粉体为增强体,采用粉末冶金法制备了含HA40%的HA/Mg复合材料。对所制备复合材料的组织、物相以及在模拟体液(simulated body fluid,简称SBF)中的生物活性进行了研究。结果表明:HA相均匀分布于镁基体中,形成理想的网状组织结构;复合材料在烧结后内部相组成以HA和Mg为主,烧结过程中没有发生化学反应;随着浸泡时间的延长,表面沉积物质增多,对其进行能谱分析发现沉积物质富含Ca、P和C元素,分析认为生成物为含碳酸根的羟基磷灰石,说明复合材料具有较好的生物活性。     

纳米羟基磷灰石／聚氨酯复合材料的制备与表征

以模拟体液（SBF）为介质,采用仿生法制备了纳米羟基磷灰石（n-HA）,通过原位聚合法制备了纳米羟基磷灰石／聚氨酯（n-HA／PU）复合材料。利用x射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）、热重分析（TGA）、扫描电镜（SEM）研究了n—HA和复合材料的结构和热稳定性、表面形貌特征。结果表明,在SBF中用浓度为0．200mol／L硝酸钙溶液制备出具有良好结晶度的n-HA,由此制备的n—HA／PU复合材料开孔率良好,有望成为一种性能良好的医用组织支架材料。