明胶及其在生物材料中的应用

明胶是一种天然的高分子材料,其理化性质、生物学性能研究表明其是制造生物医用材料的良好基材.总结了明胶的结构和性质,综述了明胶在生物医用材料中的应用,指出了当明胶与其他生物材料复合时,明胶基生物材料在医学领域有着广阔的应用前景.     

磷酸钙骨水泥/明胶复合组织工程支架材料的制备及其结构与性能

磷酸钙骨水泥组织工程支架材料具有良好的生物相容性和骨传导性,是一种良好的骨组织工程支架材料,但是这种材料存在力学性能差的缺点,限制了它的应用.本文采用生物相容性良好的可降解明胶材料与磷酸钙骨水泥支架进行复合,制备出的明胶/磷酸钙骨水泥复合支架材料,其压缩强度可达3.7MPa,比复合前磷酸钙支架材料的强度提高了37倍,而且材料具有良好的柔韧性,适合用作为非承重部位骨组织缺损修复用组织工程支架材料.     

明胶/硫酸钙复合生物材料

将具有传骨性的生物可吸收无机材料硫酸钙与具有诱骨性的明胶组合起来,构制新型可吸收复合生物材料。该材料可避免硫酸钙颗粒的脱落,可以作为骨填充物或支架材料。明胶的加入减缓了半水硫酸钙向二水硫酸钙的转化,形成了CSH/CSD/CLG e l复合材料。在该复合材料表面培养了人成骨细胞,细胞在支架表面粘附良好,可见该支架和细胞有较好的生物相容性。硫酸钙吸收后形成一可供细胞生长的多孔支架,所以明胶/硫酸钙(CLG e l/CS)复合材料实为原位成孔支架材料,解决了多孔支架材料初期强度低的致命弱点。     

纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇/明胶复合水凝胶的结构与性能研究

用溶液共混法制备了纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇/明胶三元复合水凝胶材料.测定了材料的含水率,采用TEM、SEM、EDAX、IR、XRD和燃烧实验对材料的结构进行了表征和分析,并研究了材料的吸水性.结果表明,制备的复合水凝胶组成均一,各组份间存在相互作用,并且具有好的吸水和保水性能.本研究制备的纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇/明胶复合水凝胶可望作为一种人工软骨材料.     

纳米纤维素晶须/明胶复合膜的制备与结构及性能

明胶作为一种生物质材料,具有良好的成膜性能、阻氧性能。然而,明胶韧性差,遇水易溶胀等缺点在很大程度上限制其应用。文中以明胶为基体,纤维素晶须(CW)作为分散相,制备纳米纤维素/明胶生物基复合膜。采用透射电镜、扫描电镜、紫外分光光度计、溶胀及力学性能测试研究复合膜的结构与性能。结果表明,当晶须加入量为15%时,复合膜的溶胀度降低为纯明胶膜的1/4,表明纤维素晶须可改善明胶膜在水中的稳定性;当纤维素晶须含量为9%左右,不仅能改善明胶基体韧性,还提高了明胶基体的强度。     

羟基磷灰石／明胶复合材料的制备与表征

在湿法共沉积制备羟基磷灰石/明胶复合材料的基础上,采用质量分数为3%戊二醛对明胶进行交联,重点研究了戊二醛的加入量对材料力学性能和生物性能的影响.制备的复合材料两相分布均匀,结晶状态与自然骨相似,其拉伸强度和抗压强度分别达到71.6MPa和69.5MPa,在Tris缓冲液中浸泡降解50天后的质量损失率为4.83%.     

氨基化改性生物玻璃/明胶/胶原复合支架的研究

利用溶胶-凝胶技术制备生物活性玻璃,并将其与明胶、胶原蛋白复合制备生物活性玻璃/明胶/胶原复合支架。力学性能研究表明,该复合支架形变量50%时的抗压强度为5.97 MPa;将生物活性玻璃氨基化改性后,制备的复合支架形变量50%时的抗压强度略有增加(6.15 MPa)。傅立叶红外光谱显示,氨基化改性生物玻璃与明胶、胶原之间生成酰胺键,增强了复合支架的结构稳定性。将生物活性玻璃/明胶/胶原复合支架置于模拟体液中矿化,在扫描电镜下可观察到其表面生成了羟基磷灰石,且随着矿化时间的延长,生成的羟基磷灰石颗粒逐渐增多。生物活性玻璃/明胶/胶原复合支架于磷酸盐缓冲液(PBS)中降解28d后,其质量剩余25.25%,而氨基化改性生物活性玻璃/明胶/胶原复合支架的质量剩余32.96%,表明氨基化改性能够提高其无机相与有机相的界面相容性,从而提高复合支架的结构稳定性。细胞毒性研究表明,氨基化改性生物活性玻璃/明胶/胶原复合支架和生物活性玻璃/明胶/胶原复合支架反应级为0级或1级,可满足生物医用材料的要求。氨基化生物活性玻璃/明胶/胶原复合支架有望在骨组织工程修复中得到应用。     

静电自组装表面修饰HA/PA6膜:表征及其细胞相容性研究

通过表面改性引入活性生物分子可以用来增强材料表面的生物相容性。采用静电自组装技术将明胶和聚乙烯亚胺引入羟基磷灰石/聚酰胺6(HA/PA6)材料表面,最终获得大分子修饰的复合材料。利用水接触角测量(WCA)、X射线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)测试手段对表面改性前后HA/PA6膜的表面化学、亲水性和表面形貌进行表征。并研究了其对细胞活性的影响。结果表明,改性后膜表面的亲水性增强,粗糙度增大。体外细胞实验表明,明胶涂层后的HA/PA6表面细胞更利粘附、铺展和生长。该固定方法模拟细胞外基质组成制备出的生物活性膜能进一步满足生物医学工程需求。     

电化学沉积法制备磷酸钙/明胶复合涂层的研究

采用脉冲电化学沉积法制备磷酸钙/明胶(CaP/Gelatin)复合涂层,对其进行表征及性能测试,旨在得到综合性能好的生物医用复合涂层.研究中讨论了不同脉冲电位、明胶浓度、沉积温度、电解液pH值等对复合涂层性能的影响.研究发现脉冲电位下涂层质量优于恒电位.XRD和FTIR分析表明复合涂层的成分为羟基磷灰石和明胶.SEM观...     

丝素/明胶/壳聚糖支架材料的构建及表征

基于丝素、明胶和壳聚糖三者作为生物材料的优良性能,采用二次冷冻干燥方法制备了一种疏松多孔的新型组织工程材料。首先检测了复合支架材料的理化性能,其次研究了该材料的形貌结构,最后利用细胞学和动物学实验对该材料的细胞毒性和生物相容性进行了评价。结果显示,复合支架材料孔隙率高于(53.52±1.16)%,吸水率高于(89.36±0.43)%。在预冻温度为-20 ℃,以戊二醛作交联剂,丝素/明胶/壳聚糖复合比例为1∶1∶1.5时,制备的材料力学性能达到最优,断裂伸长率为(11.5±1.05)%。扫描电镜图显示该材料具有连通的三维多孔结构。红外光谱及X射线衍射表明材料各组分化学基团间发生了相互作用,并伴有结晶状态的改变。小鼠体内植入实验表明,该支架无毒、生物相容性好,是一种综合性能优异的组织工程材料。