TiO2纳米管表面蛋白质-羟基磷灰石复合涂层及其结合强度

采用阳极氧化法在钛表面制备不同管径的TiO2纳米管,450℃热处理后经牛血清白蛋白(BSA)与钙磷的共沉积得到载有BSA的羟基磷灰石(HA)涂层.经检测发现,170nm管径的TiO2表面比100和50nm管径的表面具备更好的矿化能力,HA的形成能力随管径的增大而提高.大管径表面得到的涂层结合强度高于小管径的,可达16.95MPa.经过真空预矿化的试样,涂层结合强度明显高于未经过预矿化的试样,且HA涂层生长速率加快.BSA与磷酸钙在真空预矿化后共沉积到氧化钛纳米管表面,短时期内形成BSA-HA涂层,是在钛基生物材料表面制备生物活性涂层的有效方法.     

超高分子量聚乙烯在人工髋关节中的摩擦磨损研究

超高分子量聚乙烯(Ultra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE)的磨损是导致人工髋关节失效的重要原因之一。介绍了UHMWPE体外摩擦的磨损机理和改性方法,阐述了一些研究摩擦磨损的试验手段,如髋关节模拟机的研究、润滑体系、磨损的测定、磨屑的评价、有限元分析等,提出了UHMWPE在目前临床应用上亟待解决的问题。     

正交优化载药超高分子量聚乙烯药物分散及性能

应用正交设计法选取阿仑膦酸钠(ALN)加入超高分子量聚乙烯(UHMWPE)后均匀分散的最佳工艺参数, 运用社会科学统计软件包 (SPSS)对正交实验结果进行极差与方差分析, 在最佳工艺参数下制备ALN/UHMWPE, 通过拉伸力学性能实验、XRD、DSC、SEM及EDS表征样品性能。由正交实验得出ALN加入后均匀分散最佳工艺条件: 表面活性剂F68, 分散方式为超声分散, ALN质量分数1%, 分散温度37 ℃; 方差分析表明, 实验具有统计学意义; 拉伸力学实验结果表明, 表面活性剂F68的加入可以有效提高(ALN-F68)/UHMWPE拉伸强度与断裂伸长率; 加入表面活性剂样品的结晶度较未加表面活性剂对照样有所提高, 但均低于空白UHMWPE, ALN没有改变UHMWPE晶型及其热熔性质; 加入表面活性剂有助于ALN在UHMWPE中的均匀分散。      

载黄芪多糖羟基磷灰石的制备及生物学性能评价

室温湿法合成载不同浓度黄芪多糖(APS)的羟基磷灰石(HA/APS), 通过X射线衍射(XRD)表征APS对HA晶体结构、结晶度及晶粒尺寸的影响; 用透射电子显微镜(TEM)表征HA和HA/APS的晶体形貌, 用激光粒度仪和比表面积仪分别检测HA的粒度及比表面积;体外培养MC3T3-E1成骨细胞, 进行Alamar Blue、噻唑蓝(MTT)及碱性磷酸酶(ALP)检测, 光镜观察细胞形貌, 研究APS对成骨细胞作用的有效浓度范围及HA/APS对成骨细胞活性及分化的影响. 结果表明: 所载APS对HA晶体结构、结晶度和晶粒尺寸没有明显影响, 晶体形貌没有变化, HA平均粒径为1.17 μm, 比表面积为132.194 m²/g;APS对成骨细胞的作用呈剂量和时间依赖关系, 80~200 μg/mL促进细胞活性及ALP表达, HA/APS增强细胞活性, 细胞形貌完整. 因此, 0.5 g HA载入100~250 μg APS时明显促进成骨细胞活性, HA/APS具有作为临床骨缺损填充材料的潜能.     

纳米晶体纤维素增强磷酸钙骨水泥的研究

本研究探索具有良好力学性能的纳米晶体纤维素(NCC)对磷酸钙骨水泥(CPC)抗压强度的影响。采用万能力学试验机、Gilmore双针、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)表征含不同NCC的CPC理化性能; 利用扫描电子显微镜(SEM)和荧光显微镜观察CPC断面形貌和荧光标记的NCC在CPC中的分散。抗压强度结果表明: NCC能显著提高CPC的抗压强度, 且2% NCC-CPC的抗压强度最高, 约为27 MPa; CPC的凝固时间随NCC含量的增加而延长, 含量为2%时基本符合临床要求; XRD和XPS结果显示NCC与Ca²⁺形成不稳定的配合物, 促进了CPC中二水磷酸氢钙(DCPD)和CaCO₃的溶解和转化; SEM观察结果显示加入NCC使CPC内部结构更致密, 孔隙和裂纹减少; 荧光显微观察结果表明NCC在CPC中均匀分散。     

羟基磷灰石／聚己内酯复合材料的溶液共混制备与力学性能研究

将羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)和聚己内酯(polycaprolactone,PCL)先分散到N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)有机溶剂中,在60℃温度下不断搅拌,缓慢去除有机分散剂,干燥后打碎共混物,放入模具中在120℃热压,获得HA/PCL复合材料薄膜.红外光谱(FTIR)表征发现,HA/PCL复合材料的基本组成为HA和PCL,没有新的组成相出现,表明溶液共混处理属于物理混合,混合过程中没有产生新的组成.力学性能测试表明,溶液共混和热压制备方法能够增加HA与PCL的结合力,提高材料的弹性模量.HA与PCL的界面结合是机械性质的,微纳米尺度的HA填充相总体上易使HA/PCL复合材料脱落或松动,导致强度较低.另一方面,在本研究的制备工艺下,适当地控制HA的含量,微米级的HA能够明显地提高复合材料的屈服强度,使HA成为PCL基复合材料的增强相.     

纳米羟基磷灰石/壳聚糖杂化材料的制备

以原位沉积法为基础, 采用水热处理法制备羟基磷灰石(HA)/壳聚糖(CS)杂化材料, 以解决HA在CS基体中分布不均和结合不紧密的问题. 研究表明, 通过水热处理后所得到的杂化材料是由CS分子和低结晶度的HA晶体所组成. 其中HA的晶体尺寸为纳米级, 均匀分布在CS分子中. 而且杂化材料中的HA和CS都出现沿C轴方向的择优生长. 同时还发现, 在所得杂化材料中的HA晶体与CS分子出现了较强的化学键合作用, 且这种化学键合作用的强度随水热处理温度的升高而增强, 其中当水热处理温度为100℃时,这种化学键合作用达到最强.     

关于皮肤摩擦学特性的研究

综述了皮肤摩擦特性的研究进展、实验方法和设备及不同因素对皮肤摩擦特性的影响 ,分析了皮肤摩擦特性在相关领域中的作用 ,并对皮肤摩擦学的研究发展方向提出了建议。     

快释型磷酸钙骨水泥性能和释药机理

磷酸钙骨水泥(calcium phosphate cement,CPC)是一种具有临床应用前景的抗生素载体材料,但抗生素长期残留易导致发生耐药性,本研究的目的是制备和表征快释型磷酸钙骨水泥(fast-releasing calcium phosphate cement,FRCPC),并研究其快速释放机理。采用在CPC中加入易溶于水的物质制备FRCPC,测试其凝结时间、抗压强度、药物体外释放及释放过程中易溶于水的物质的溶出,观察骨水泥断面微观形貌。结果表明:FRCPC初凝时间为(8±0.33)min,终凝时间为(16±0.50)min,抗压强度为(2.6±0.23)MPa。药物体外释放结果表明:FRCPC中的药物释放明显快于CPC中的,能在7d内完全释放。在药物释放不同时间点的X射线衍射谱和采用沉淀滴定法测试易溶于水的物质溶出量的结果均表明:FRCPC中,易溶于水的物质迅速溶出,与扫描电镜观察结果(FRCPC相对于CPC孔隙率增加和孔径增大)相吻合,利于FRCPC中药物快速释放;且释放符合以扩散控释为主的Higuchi模型。FRCPC可实现防止耐药性发生的目的,通过进一步性能改进有望应用于临床。     

钛表面不同厚度氧化钛纳米管层的摩擦磨损行为*

为了改善钛的摩擦学性能,采用阳极氧化法在钛表面制备了纳米管径约100nm,厚度分别为500nm、1 000nm和1 500nm的TiO2纳米管层,并在450℃保温3h进行热处理。对试样的表面形貌、显微硬度和粗糙度进行测试。利用摩擦磨损试验考察了热处理前后不同试样在大气环境下的摩擦磨损行为。结果表明:干摩擦下,纳米管层的存在降低了钛与GCr15轴承钢球之间的摩擦系数;随TiO2纳米管层厚度的增加,试样的摩擦因数逐渐降低,磨损逐渐下降;热处理使纳米管由无定型氧化钛转变为锐钛矿晶型,进一步降低了摩擦因数,增加了钛的耐磨性能;纳米管层的磨损机制为磨粒磨损,接触疲劳磨损和粘着磨损。