聚乳酸接枝多糖类生物仿生材料的研究进展

聚乳酸与多糖都是生物可降解、生物相容性材料,将聚乳酸的力学性能优越性和多糖的生物学优越性能综合利用起来,设计生物仿生材料是一种制备生物医用材料的新手段。文中综合讨论了聚乳酸与多糖接枝改性的最新研究进展,同时对于这类生物仿生材料目前存在的问题以及前景进行了评估。     

纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纳米结构组织工程支架材料的制备与表征

采用热致相分离法制备了一系列左旋聚乳酸/纳米羟基磷灰石(PLLA/n-HA)纳米纤维状复合支架材料,并采用扫描电境、万能材料试验机和体外降解实验对其进行了表征.实验结果表明,复合支架的孔隙率高达90%;扫描电镜观测到复合支架材料为三维多孔的网状纳米纤维状结构,其纳米纤维直径在200～500nm的范围内;万能材料试验机测得复合支架的压缩模量最大可提高至纯聚乳酸支架的3倍.     

仿生纳米含硅羟基磷灰石的合成与表征

为了探究仿生纳米含硅羟基磷灰石的合成条件及含硅量对其结晶性能的影响, 以Ca(NO₃)₂、(NH₄)₂HPO₄和Si(OCH₂CH₃)₄(TEOS)为原料, 采用化学沉淀法制备了不同含硅量的羟基磷灰石, 并通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)对材料进行了表征。结果表明较低温(40℃)时有利于合成纯净的仿生纳米含硅羟基磷灰石, SiO₄^4-取代部分PO₄^3-进入羟基磷灰石的晶格。随着含硅量的增加, 仿生纳米含硅羟基磷灰石的结晶度和晶粒尺寸均降低, 晶胞参数a和c均增大。     

MGF-Ct24E改性聚乳酸的合成、表征及其对成骨细胞增殖的评价

力生长因子(MGF)是骨修复重建的一种重要生长因子。以二环己基碳二亚胺为缩合剂,将MGF羧基端E结构域24肽(MGF-Ct24E)共价接枝到丁二胺改性的聚乳酸上(DPLA),制得了新型MGF-Ct24E改性聚乳酸仿生材料(MGF-Ct24E-DPLA)。采用氨基酸分析和高效液相色谱对MGF-Ct24E含量进行了定性定量表征,静态水接触角和吸水率测定了MGF-Ct24E-DPLA材料的亲水性,MTT法评价了其对成骨细胞的增殖作用。结果表明,MGF-Ct24E成功引入到DPLA中,接枝效率为24.7%,并且和DPLA相比,MGF-Ct24E-DPLA材料具有更好的亲水性和促进成骨细胞增殖的能力。因此这种新型MGF-Ct24E改性聚乳酸仿生材料有望成为骨组织工程领域中一种卓越的生物材料。     

化学仿生法制备生物活性涂层的研究现状

简要介绍了化学仿生法的特点、沉积机理及其在硬植入材料表面改性中的应用概况,回顾了国内外关于化学仿生法制备生物活性涂层的研究现状.制备的生物活性涂层较薄、生长速度较慢是制约化学仿生法实际应用的主要因素,而采用与微弧氧化等表面改性技术相结合的复合化处理是将来制备生物活性涂层的发展方向.     

聚乳酸材料的仿生修饰研究进展

聚乳酸是生物可降解、生物相容性材料,但由于存在亲水性差、缺乏细胞识别位点等缺陷,限制了其在生物医学工程中的应用.模拟细胞与基质相互作用的特点以及细胞外基质的特性,通过表面修饰、本体改性和复合加工的方法在聚乳酸中引入蛋白胶原、活性肽、多糖以及羟基磷灰石等生物活性分子,实现聚乳酸的仿生修饰,能够有效提高聚乳酸材料的生物学功能.综述了利用这些生物活性分子对聚乳酸进行仿生修饰的研究进展.     

超临界CO2中制备聚乳酸/羟基磷灰石复合支架材料

利用盐析/超临界CO2复合方法制备了一系列的PDLLA/HA三维多孔支架材料.利用这种方法可以避免使用有机溶剂、较高温度和降低常规气体发泡法所需的较长时间.制备的三维多孔支架的孔隙率最高达91%,孔与孔之间相互连通,孔分布均匀,孔径大小为100～300μm,抗压强度明显增加.详细研究了CO2压力、温度、浸润时间以及致孔剂含量等条件的变化对复合材料形貌和孔隙率的影响.     

用仿生自组装法制备的新型生物复合材料及表征

通过仿生自组装法在室温下制备了纳米碳酸化羟基磷灰石/胶原(nCHAC)复合材料,并采用X射线衍射(XRD)、热分析(TGA)和透射电镜(TEM)进行了观察和分析.结果表明,该材料具有与天然骨相同的纳米尺度和胶原蛋白无机相,含有(2.8～14.7)w%的碳酸化HA成分;其显微结构是矿化的胶原纤维束,类似于天然骨的分级结构.揭示了碳酸化HA和胶原含量不同的复合材料中,具有微小差别的自组装单元.碳酸的百分含量影响矿物的晶体尺寸和胶原纤维的组装.因此,nCHAC复合材料是有前途的硬组织修复用材料,其所具有的特殊性能要归功于生物仿生制备出的nCHAC材料有与天然骨类似的成分和类似的微观结构.     

壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的制备与表征

将醛基化改性的聚乳酸接枝到壳聚糖,并通过元素分析、红外光谱(IR)、核磁共振(1H-NMR)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TG)分别对接枝产物的接枝率、结构和结晶性能进行表征。IR和1H-NMR结果表明聚乳酸成功接枝到壳聚糖主链,不同投料比和接枝率的关系与元素分析一致;PLLA-CHO/CS-NH2最佳摩尔比为1∶2.5,此时的接枝率为52.22%;XRD和TG结果表明接枝产物的结晶度和热分解温度降低,说明壳聚糖的高结晶性得到改善,其应用范围扩大。     

淀粉与聚乳酸接枝共聚物的制备与表征

采用三甲基硅烷基(TMS)保护淀粉作为大分子引发剂,辛酸亚锡催化,制备聚乳酸与淀粉的接枝共聚物.红外光谱和核磁共振氢谱分析证实了共聚物的形成.接触角测试结果表明亲水性糖基的引入使共聚物具有较好的亲水性.在pH=7.2的PBS缓冲液中,共聚物膜能较快降解,6d后失重率接近50%,10d后完全降解.对聚乳酸进行糖基化改性,将大大拓展聚乳酸类材料在生物医学领域的应用范围.     

镁-羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的制备及表征

为改善羟基磷灰石(HA)/聚乳酸(PLA)复合材料降解后产生的局部酸性环境,提出Mg-HA/PLA复合材料的新体系,采用溶液共混法结合注塑工艺获得Mg-HA/PLA复合材料。采用扫描电镜、X射线衍射仪分析复合材料的显微相貌及物相组成,电子拉伸试验机测试复合材料的力学性能,模拟体液浸泡分析其降解特性。结果表明,采用溶液共混结合注塑工艺可以制备该复合材料;HA与Mg在PLA基体中未出现明显的团聚;HA、Mg与PLA三者保持各自物相;与5%(质量分数)HA/PLA复合材料相比,1.5%(质量分数)Mg添加对5%(质量分数)HA/PLA复合材料的力学性能影响不明显;Mg-HA/PLA复合材料浸泡4周后的pH值为7.41,而HA/PLA复合材料则为6.95。     

壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的制备与表征

以L-乳酸和壳聚糖为原料,辛酸亚锡为催化剂,通过原位聚合法制备了含聚乳酸链段的壳聚糖接枝共聚物,讨论了原料投料比、催化剂浓度对接枝率的影响。通过红外光谱对共聚物化学结构进行分析,并通过热重分析研究其热失重行为。与壳聚糖相比,聚乳酸支链的引入有效削弱了壳聚糖分子的氢键作用,共聚物起始分解温度和热稳定性下降。     

仿生功能化骨修复材料研究

由肿瘤、炎症及各类创伤而导致的骨组织坏死、病变、缺失及骨折是临床多发病症,自体骨移植虽然是临床治疗的“金标准”,但由于供体受限而很难满足需求。通过对天然骨本身的成分、结构特性及矿化过程的模仿,应用先进材料制备技术,特别是纳米技术,对材料的组成、结构进行设计与凋控,获得仿生型骨修复材料或者对传统材料进行仿生功能化修饰,以满足临床对痫损或缺失的骨组织进行有效修复和功能重建具有重要意义。阐述了仿生功能化骨修复材料的相关研究,主要包括类骨钙磷纳米矿物的合成,有机分子摸板对纳米矿物尺寸和形貌的调控,以及仿生多孔结构支架的构建等。     

壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的制备与表征EI北大核心

将醛基化改性的聚乳酸接枝到壳聚糖,并通过元素分析、红外光谱(IR)、核磁共振(1H-NMR)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TG)分别对接枝产物的接枝率、结构和结晶性能进行表征。IR和1H-NMR结果表明聚乳酸成功接枝到壳聚糖主链,不同投料比和接枝率的关系与元素分析一致;PLLA-CHO/CS-NH2最佳摩尔比为1∶2.5,此时的接枝率为52.22%;XRD和TG结果表明接枝产物的结晶度和热分解温度降低,说明壳聚糖的高结晶性得到改善,其应用范围扩大。     

新型仿生聚合物材料——胶原改性聚乳酸的合成与表征

乙二胺改性聚(DL-乳酸)(EMPLA)是实验室合成的一种含有丰富氨基和羧基、具良好亲水性且降解产物不呈酸性的生物材料.研究以二环己基碳二亚胺(DCC)为缩合剂,将Ⅰ型胶原共价引入到EMPLA中,制得了新型胶原改性聚乳酸(CPLA)仿生材料,探索并建立了一套向EMPLA基质中共价引入Ⅰ型胶原的液相合成技术.采用异硫氰酸荧光素(FITC)标记技术对CPLA的结构及胶原含量进行了定性表征.结果表明,采用本研究所建立的液相反应技术能将Ⅰ型胶原共价引入到EMPLA中,且CPLA中的胶原含量随EMPLA中乙二胺接枝率(EDA%)的增大而增大.     

聚乳酸的制备

本文第一阶段通过反应过程较易的直接合成(直接缩聚)法制备了聚乳酸,再通过第二阶段的实验制备了端羟基聚乳酸。之后通过设置端羟基聚乳酸的表征方法,研究分析了催化剂用量、聚合时间、聚合温度等因素对端羟基PLLA分子量及产率的影响。     

纳米羟基磷灰石／丝素蛋白多孔支架材料的制备和表征

采用硝酸钙-丝素蛋白溶液与磷酸钠反应仿生合成纳米羟基磷灰石/丝素蛋白(n-HA/SF)复合材料,并以NaHCO3和NaCl为致孔剂制备了多孔复合支架材料,采用TEM、IR、SEM和EDX对其进行了表征.结果表明,复合材料中HA的粒径在20～50nm之间,是一种CO2-3部分替代型弱结晶类骨针晶,在形貌和尺寸等方面类似于人体骨磷灰石晶体;HA和SF两相间存在强烈的键合作用,复合支架材料呈高度多孔结构,孔壁上富含微孔,孔隙间贯通性高.EDX分析结果表明,HA在有机基体中分布均匀,钙磷元素比为1.66,当复合材料和致孔剂的比例为1:0.5时,其抗压强度可达20.23MPa.     

纳米羟基磷灰石丝素蛋白仿生矿化材料的制备研究

以Ca(NO₃)₂与Na₃PO₄为无机相的前驱体,将丝素蛋白直接溶于Ca(NO₃)₂溶液中,不经过脱盐处理,直接滴入Na₃PO₄溶液中反应,在37℃下丝素蛋白和羟基磷灰石晶体之间相互作用,仿生合成了纳米羟基磷灰石(n-HA)丝素蛋白(SF)生物矿化材料.用FTIR、XRD、XPS和SEM进行表征.结果表明,羟基磷灰石和丝素蛋白两相间具有较强的化学键合,矿化材料中无机相包含少量碳酸根,为缺钙类骨羟基磷灰石并且呈现一定的长轴取向性,说明丝素蛋白大分子对羟基磷灰石晶体的成核和生长起着模板和调控作用.矿化物颗粒尺寸在50~200nm之间,其抗压强度为32.21MPa,可作为非承重部位骨组织缺损修复材料.     

聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸/二氧化钛杂化材料的制备及表征

以辛酸亚锡为催化剂,合成了聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸(PLA-PEG-PLA)共聚物;基于溶胶凝胶(sol-gel)工艺,将PLA-PEG-PLA与TiO2溶胶杂化反应,制备了PLA-PEG-PLA/TiO2杂化材料。采用红外光谱(FT-IR)、光电子能谱(XPS)、差示扫描量热(DSC)和X射线衍射(XRD)方法对杂化材料进行表征和分析。FT-IR和XPS分析结果显示,TiO2溶胶与PLA-PEG-PLA间发生了杂化反应,形成了Ti-O-C键。DSC分析结果显示,随TiO2%(质量分数,下同)含量的增加,杂化材料的耐热性能提高。XRD证实了杂化材料为无定型结构,有利于降解。     

聚吡咯/聚乳酸多孔复合导电材料的制备与表征

以FeCl_3为氧化剂和掺杂剂,以SDS(十二烷基磺酸钠)为乳化剂,利用乳液聚合法制备用于周围神经修复的聚吡咯(PPy)/聚乳酸(PDLLA)多孔复合导电材料。用傅立叶红外光谱,扫描电镜及霍尔效应测试系统对其进行了表征。结果表明:PDLLA的特征吸收峰和PPy的特征吸收峰在复合材料的FI-IR图谱中都有体现。说明复合体系中确有PDLLA和PPy。扫描电镜观察结果表明PPy/PDLLA膜是一个两相系统,PPy粒子分散在连续的绝缘PDLLA相中,并具有多孔结构,导电性能实验表明10%PPy/PDLLA具有最好的导电性。