纳米羟基磷灰石/壳聚糖/羧甲基纤维素三元复合骨修复材料的制备和性能研究

用溶液共混法在常温常压下制备了不同比例的纳米羟基磷灰石/壳聚糖/羧甲基纤维素三元复合骨修复材料.用燃烧实验、IR、XRD、SEM及TEM对复合材料的组成结构及形貌进行了分析和观察,并初步研究了其力学性能.结果表明该复合材料中纳米羟基磷灰石均匀分散在壳聚糖和羧甲基纤维素网络结构中,三组分间还产生了一定的相互作用,其形态、尺寸及结构与自然骨类似,且其抗压强度比纳米羟基磷灰石/壳聚糖二元复合材料更高;同时,通过调节各组分比例,可制得不同抗压强度的复合材料.因此,该三元复合材料可望作为一种新型可降解的非承重部位骨修复材料,在生物医学材料的研究中具有重要意义.     

纳米羟基磷灰石/壳聚糖-硫酸软骨素复合材料的制备及其性能研究

采用共沉淀方法制备了纳米羟基磷灰石/壳聚糖-硫酸软骨素复合材料, 用XRD、 SEM、 EDS、 TGA及万能材料实验机等对材料性能进行了分析表征, 并观察了材料在模拟体液中培养后表面结构、 形态以及体系pH值的变化。结果表明: 纳米羟基磷灰石／壳聚糖-硫酸软骨素复合材料具有良好的力学性能, 对机体微环境影响微小、 表面矿化效果好,有良好的生物活性和生物相容性。当羟基磷灰石含量为50%时, 抗压强度为42.3MPa, 该复合材料可满足骨组织修复与替代的要求, 有望成为治疗骨缺损的承力替代物。      

壳聚糖/羟基磷灰石骨修复材料的研究进展

首先概述了骨组织的成分、结构及功能,继而分别介绍了壳聚糖和羟基磷灰石的结构与性质,包括生物相容性、降解性、抗菌性、骨传导性等,综述了壳聚糖/羟基磷灰石复合材料的制备方法、力学性质、生物性能及研究现状,并对载药骨修复材料的研究作了简要介绍,最后展望了壳聚糖/羟基磷灰石骨修复材料在未来的发展前景.     

羧甲基壳聚糖/纳米羟基磷灰石复合支架材料的制备及生物安全性

为了探讨羧甲基壳聚糖/纳米羟基磷灰石(CMCTS/n-HA)复合支架材料的制备及其生物安全性,采用化学沉淀法合成了纳米羟基磷灰石粉体（n-HA）; 以无水乙醇为沥滤剂,以16.7% (质量分数)的柠檬酸水溶液作粘接剂, 通过粒子沥滤法制备CMCTS/n-HA多孔复合材料。对其孔隙率及抗压强度进行测试,并将其植入大白兔骨缺损处观察组织学变化并进行肝肾功能检测。CMCTS/n-HA复合多孔材料的孔隙率接近75％,孔隙尺寸分布约从几微米到600 μm,并且孔隙之间相互贯通,其抗压强度可达21 MPa以上,植入大白兔骨缺损处未见引起骨组织明显的炎症反应及骨坏死, 肝肾功能检测未发现有肝肾毒性。CMCTS/n-HA可以满足骨组织工程支架的基本要求。      

纳米羟基磷灰石-胶原蛋白-壳聚糖复合生物材料

采用共沉淀法制备了纳米羟基磷灰石．胶原蛋白．壳聚糖复合生物材料，用IR、XRD、TEM及万能材料实验机等方法对材料性能进行了分析表征。结果表明：羟基磷灰石．胶原蛋白．壳聚糖复合生物材料在晶相组成、化学成分、羟基磷灰石尺寸上具有类骨结构，并具有良好的力学性能．其抗压强度达到128MPa，可满足骨组织修复与替代的要求。有望成为治疗骨缺损的承力替代物。     

纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合膜的制备和表征

以壳聚糖(chitosan,CS)为高分子相,纳米羟基磷灰石(nano-hydroxyapatite,n-HA)为无机相,采用溶液共混和真空下溶剂挥发的方法制备了n-HA/CS复合膜,通过SEM、XRD、FTIR、接触角及力学性能等测试对此复合膜进行分析和表征.结果表明,复合膜具有非对称结构,上表面组分主要是CS,下表面组分是n-HA和CS复合体,并在底部形成了一层致密层,中间是疏松层;复合膜中CS与HA之间存在一定的化学键合并复合均匀,没有明显的相分离,且复合膜中的HA为类似于自然骨矿物相的弱结晶结构.复合膜的非对称结构对其接触角也有一定的影响,反映了膜表面亲、疏水性的不同,为细胞的粘附和旺长提供了一定的微环境.复合膜干态下的拉伸强度和断裂伸长率较纯CS膜的低,而在湿态时却较纯CS膜高.     

纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合生物材料研究

骨的特殊性能决定了其在人体中起重要的功能作用,人工骨材料对骨缺损的治疗有重要意义。羟基磷灰石是人和动物骨骼的主要无机成分;壳聚糖是天然可降解多糖,降解产物为对人体组织无毒、无害的氨基葡萄糖。纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合生物材料可以实现羟基磷灰石和壳聚糖两者的优势互补,具有优良的生物活性、生物相容性和力学性能。介绍了近年来纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合生物材料的主要合成方法(如共混法、共沉淀法、原位沉析法、交替沉积法和模拟体液法等),并在此基础上介绍了基于纳米羟基磷灰石/壳聚糖的三元复合材料的研究及发展情况;最后,展望了纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合生物材料未来的发展方向。     

骨组织工程用纳米羟基磷灰石/ 壳聚糖多孔支架材料的制备及性能表征

以16.7%(质量分数)的柠檬酸水溶液作溶剂,通过粒子沥滤法制备了 n HA/CS多孔材料,并对其进行了IR、XRD、SEM、孔隙率及力学性能测试。结果表明n HA/CS复合材料中羟基磷灰石呈弱结晶状态,复合前后两组分的化学组成未发生显著变化,但两相间发生了相互作用。多孔材料呈高度多孔结构,孔壁上富含微孔,孔间贯通性高;复合材料/致孔剂质量比为1时,多孔材料的孔隙率为 53%,其抗压强度可达17 MPa左右,可以满足组织工程支架材料的要求。     

纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合微球的原位仿生制备及表征

为解决纳米羟基磷灰石/壳聚糖(nHA/CS)复合微球中nHA团聚及分散不均的问题, 本研究在油包水的乳液体系中, 原位仿生制备了nHA/CS复合微球, 并与共混法制备的nHA/CS复合微球进行了对比研究。利用扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、红外(FTIR)和激光粒度仪等手段对不同微球的理化性能进行表征。结果表明: 相比共混法, 原位仿生制备的nHA/CS复合微球形态圆整均匀, 分散性好, 粒径分布较窄, 平均粒径为8.62 μm, nHA晶体均匀分布在微球内部及表面, 并与CS基质以化学键结合。该复合微球有望用于骨组织工程及药物控制释放。     

纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合骨水泥的固化机理研究

制备了以ZnO为促凝剂的n-HA／CS复合骨水泥，并对其理化性能和固化机理进行了研究．结果表明，当ZnO／复合材料比为1／S，固化液／（复合材料＋ZnO）之比（L／P）为1．2mL／g时，骨水泥的抗压强度及其对应的固化时间均能够满足临床操作的需要；骨水泥快速固化的机理是其中的Zn^2＋和Ca^2＋与壳聚糖的氨基之间发生了络合反应所致，并形成了密实网络结构，其较大的收缩力使其中的水分子迅速排出，从而实现了骨水泥的快速固化，并赋予其较高的固化强度．     

A study of apatite formation on natural nano-hydroxyapatite/ chitosan composite in simulated body fluid

This study is focused on the ability of apatite formation on the surface of nano-hydroxyapatite (HA)/chitosan (CH) composite in simulated body fluid (SBF) in vitro. At first, natural nano-HA was prepared according to a wet-balling method and the composite was prepared by combining the natural nano-hydroxyapatite and chitosan, and then in vitro biomineralization test of natural nano-HA/CH composite was carried out in standard SBF. Subsequently, the quantity of the weight of the particles formed on the composite surface in SBF was measured by analytical balance, and the morphology change on the surface of the composite was observed by a scanning electron microscope (SEM). Lastly, a Fourier transform infrared spectroscope (FTIR) was used to investigate the chemical components of the particles formed on the natural nano-HA/CH composite surface in SBF. The result of quantity assessment shows that the weight of the composite increased with the increase of soaking time. The SEM image shows that the particles were gradually formed on natural nano-HA/CH composite surface, and the FTIR spectrum of the particles on composite surface confirms that these particles were carbonate apatite. This study indicates that the nano-HA/CH composite has a good ability for apatite formation in SBF, which predicts the bone-inducing ability of natural nano-HA/CH composite in vivo.     

纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇复合水凝胶的制备和性能研究

通过溶液法首次将纳米羟基磷灰石晶体与聚乙烯醇溶液复合,制备了一系列纳米羟基磷灰石／聚乙烯醇复合水凝胶材料．用TEM、IR、XRD、TG／DTG、DSC和燃烧实验对材料的结构和组成进行了表征,并对复合材料的热稳定性进行了研究。结果表明所制备的n-HA／PVA复合水凝胶材料组成均一,各相比例易于调控。是一种很有前景的生物医用复合材料。     

纳米羟基磷灰石/丝素蛋白/聚己内酯复合超细纤维的制备及表征

通过静电纺丝法制备出纳米羟基磷灰石/丝素蛋白/聚己内酯复合超细纤维,利用扫描电镜、红外光谱仪、X射线衍射仪对纳米羟基磷灰石/丝素蛋白/聚己内酯复合超细纤维形貌和结构进行表征,并进行了拉伸测试。结果表明,随着超细纤维中羟基磷灰石含量的增加,纤维的直径逐渐降低,纤维中聚己内酯的结晶逐渐变差。相比于丝素蛋白/聚己内酯超细纤维,含有质量比为30%羟基磷灰石的复合超细纤维仍具有较好的力学性能。体外小鼠成纤维细胞(L929)培养表明,纳米羟基磷灰石/丝素蛋白/聚己内酯复合超细纤维对细胞没有毒性。     

CS/n-HA复合微球的制备与表征

在CS载药微球和n-HA载药的基础上探索新的复合药物载体材料,以戊二醛为交联剂采用乳化交联法制得CS/n-HA复合微球,并采用SEM、XRD、IR及激光粒度测试等手段对复合微球进行分析表征.结果表明,CS/n-HA复合微球球形度较好,微球表面致密;复合微球样品的中位粒径D50为20μm,大部分分布在10～50μm范围内;复合后CS/n-HA微球中的n-HA结晶状态未发生明显变化,而CS的结晶程度有所降低;CS/n-HA复合微球的形成主要是基于CS和戊二醛的Schiff碱反应.     

纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合材料药物缓释载体研究

将纳米羟基磷灰石/聚酰胺66(n-HA/PA66)复合材料与抗生素类药物头孢哌酮钠(cefoperazone Sodium)复合,用特定溶剂将其调成糊状并自固化后,对该复合材料负载抗生素后的理化特性进行了研究.通过红外光谱及X射线衍射分析显示,载药材料保持了良好的化学稳定性.扫描电镜图象显示,材料表面及内部结构多孔.自固化n-HA/PA66复合材料在骨修复药物载体方面有很好的开发和应用前景.     

Preparation and properties of a novel bone repair composite: nano-hydroxyapatite/chitosan/carboxymethyl cellulose

Nano-hydroxyapatite/chitosan/carboxymethyl cellulose (n-HA/CS/CMC) composites with weight ratios of 70/10/20, 70/15/15 and 70/20/10 were prepared through a co-solution method. The properties of the composites were characterized by means of burn-out test, IR, XRD, TEM and universal material testing machine. The degradation and bioactivity were also investigated by in vitro test in a simulated body fluid (SBF) for 8 weeks. The results showed that n-HA particles were dispersed uniformly in organic phase, and strong chemical interactions formed among the three phases. Moreover, the composites were similar to natural bone in morphology and size. In addition, the compressive strength was improved compared with n-HA/CS composite. The biodegradation rate was controllable by altering weight ratio of the CS/CMC. Meanwhile, the composites could induce apatite particles to deposit in SBF. All the above results indicate that the novel composites of n-HA/CS/CMC have a promising prospect used for bone repair materials in view of the good mechanical property, adjustable biodegradation rate and bioactivity in SBF. Additionally, the study would provide a good guide to exploit clinical application of natural cellulose.     

壳聚糖修饰纳米羟基磷灰石/聚酰胺复合多孔支架的制备及性能研究

利用相转移法制备了纳米羟基磷灰石/聚酰胺66(n-HA/PA66)复合多孔支架.用不同浓度(1%、3%、5%)的壳聚糖(CS)溶液对多孔支架进行了表面修饰.用扫描电镜(SEM)和材料力学试验机对多孔支架修饰前后的形貌和力学性能进行了表征.研究了经CS修饰的n-HA/PA66复合多孔支架在磷酸盐缓冲溶液(PBS)中的浸泡行为,并初步研究了其与MG63细胞的细胞相客性.结果显示,多孔支架具有较为理想的孔隙结构和贯通性,经CS修饰后,其力学强度有显著提高.体外浸泡结果显示,随着漫泡时间的增加,支架表面微结构变得粗糙和多孔化.细胞实验表明该支架有利于细胞在表面的粘附、铺展、生长和增殖.