碳酸根替代对磷灰石块体和涂层生物矿化的影响研究

应用体外实验方法(in vitro)研究了不同碳酸根替代量的磷灰石块体和电泳沉积涂层的生物矿化性能,通过XRD和SEM等手段分别研究了块体和电泳涂层样品的生物矿化过程.研究结果表明,碳酸根掺杂形成的磷灰石结晶程度差、晶粒尺寸小,利于块体的烧结致密及在SBF溶液中表面类骨碳酸羟基磷灰石矿化层(HCA)的形成.然而,碳酸根掺杂大大减少了涂层中气孔孔径和孔隙率,不利于矿化层的沉积生长,削弱了涂层的生物矿化性能.     

羟基磷灰石和碳酸羟基磷灰石结构和细胞相容性的对比研究

采用湿化学法制备碳酸羟基磷灰石(CHA)。研究了碳酸根替代对晶体结构和表面能的影响,通过细胞培养实验,比较了羟基磷灰石(HA)和CHA表面的细胞贴附和增殖情况,探讨了表面能与细胞相容性的关系。用X射线衍射和红外光谱分析了晶体结构,用接触角测定仪测量接触角,进而计算样品的表面能。结果表明:湿化学法碱性条件下制备的是以B型替代为主的CHA,其表面能的极性分量高于HA表面能的极性分量,成骨细胞能够在材料表面良好黏附和增殖,具有良好的细胞相容性。     

固相离子交换法制备碳酸羟基磷灰石涂层的研究

通过涂覆-烧结法在氧化铝(Al2O3)基体上制备羟基磷灰石(HA)/氟羟基磷灰石(FHA)双层涂层,然后采用固相离子交换法在湿CO2气氛中对HA表层进行碳酸化处理。XRD、FTIR和SEM测试结果表明:FHA中间层能有效地抑制HA与Al2O3的反应,湿CO2气氛中的湿气有利于分解相的恢复,而碳酸根能进入到表面涂层结构内部,形成A型替代为主的碳酸羟基磷灰石(CHA)。所获得的双层涂层具有多孔粗糙的表面,但与Al2O3基体结合紧密。     

碳酸根掺杂改性磷灰石研究进展

碳酸根是羟基磷灰石(HA)最主要的掺杂离子,对磷灰石结构和性能有重要的影响。介绍了碳羟基磷灰石(CHA)的制备方法、替代机制、替代对结构和性能的影响以及与其它离子的复合替代等研究,并概述了碳酸根掺杂改性磷灰石的研究与应用前景。     

熔融法生物玻璃与溶胶-凝胶法生物玻璃的矿化特性研究

采用X射线衍射(XRD)、傅立叶转换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等方法对比分析了熔融法生物玻璃45S5与溶胶-凝胶法生物玻璃58S及77S的体外生物矿化性能,对它们表现出来的生物矿化性能差异进行初步的机理研究.结果表明,这3种生物玻璃中,58S具有最好的生物矿化性能,在37℃的模拟体液(simulated body fluid,SBF)中浸泡反应8 h即能在表面矿化形成结晶度较好的碳酸羟基磷灰石(HCA).     

HA/TCP双相陶瓷的生物矿化研究

采用新型动态体外模拟系统对HA/TCP双相陶瓷进行了体外生物矿化性能研究,通过SEM、EDAX、FT-IR等测试手段研究并分析了模拟体液流速以及钙磷离子补充在矿化过程中对样品表面磷灰石晶体生长影响.研究发现,较低的模拟体液流速下样品表面形成针片状碳酸化羟基磷灰石晶体,而在较高的流速下,晶片交错生长,形成网状结构,将样品表面完全覆盖.同时,模拟体液Ca2+的及时补充也有助于矿化层的形成.     

碳羟基磷灰石除氟的吸附平衡及动力学研究

通过沉淀法合成羟基磷灰石(HA)和碳酸根掺杂的羟基磷灰石(CHA),利用XRD和TEM对产物的结构和形貌进行表征,并对比研究了HA和CHA对氟离子的吸附行为。吸附实验的结果表明,碳酸根掺杂能提高HA作为环境友好型除氟材料的吸附能力,但并未改变吸附类型。吸附均为一个自发的(ΔG~00),吸热(ΔH~00),熵增(ΔS~00)的过程;对比吸附等温线的拟合效果,Langmuir优于Freundlich模式;吸附动力学过程符合拟二级动力学模型。     

初始碳酸根含量和热处理对碳酸羟基磷灰石制备和性能的影响

以湿化学法制备了不同碳酸根含量的碳酸羟基磷灰石(carbonated hydroxyapatite,CHA).研究了热处理温度和气氛对这些CHA的烧结、热稳定性和碳酸根替代的影响.通过X射线衍射、Fourier变换红外光谱及热分析等多种测试手段表征了CHA粉体的特性.结果表明:CHA坯体的烧结温度和粉体的热稳定性与初始的碳酸根含量有关,含量越高,烧结温度越低,热稳定性越差.热处理过程中,CHA中碳酸根的替代量随热处理温度的升高而减少,并在热处理过程中A位的碳酸根较B位的碳酸根在更低的温度下失去.湿二氧化碳气氛能促进CHA的烧结,减少碳酸根的损失,提高热稳定性,有利于生成以B型替代为主的CHA.     

不同条件下碳酸羟基磷灰石的合成及吸附性能研究

本实验采用离子共沉淀法,通过改变CO2-3引入方式和引入顺序,合成了4种存在CO2-3部分取代的碳酸羟基磷灰石(CHA).利用X射线衍射(XRD)、红外吸收光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)对合成的碳酸羟基磷灰石进行了物相组成、化学组成、微观形貌的分析.结果显示,4种样品均为存在CO2-3部分取代的碳酸羟基磷灰石,且CO2-3的取代方式包含A型和B型两种取代,取代量从大到小的顺序为样品2、1、3、4.取代量的大小反映了碳酸羟基磷灰石晶格畸变的程度,进而影响其吸附性能,本实验比较了4种碳酸羟基磷灰石对水溶液中铜离子吸附能力的大小.结果显示,4种样品的Cu2+去除率均远远高于标准羟基磷灰石,其中以样品2最为突出,达到99.42％.     

碳酸根和氟复合取代磷灰石载体的氟缓释研究

氟离子对骨质疏松症及骨缺损有积极的治疗作用。为避免氟突释和外加物的不利影响,以碳酸根和氟复合掺杂取代纳米羟基磷灰石(CFHA)作为氟释载体,研究碳酸根和氟复合取代对磷灰石结构、形貌和离子释放的影响。结果表明:碳酸根和氟取代影响磷灰石载体的晶体尺寸和结晶度,调控氟离子的释放,具有可控氟疗效果。同时,缓释体系SBF矿化液中的钙磷离子会促进生物矿化过程与磷灰石的再沉积,从而影响氟释过程。