AZ31B镁合金表面氟涂层的生物相容性和抗菌性能

采用化学转化方法在AZ31B镁合金表面制备氟涂层,系统研究了氟涂层的表面形貌,体外生物相容性和抗菌性能.结果表明:AZ31B镁合金表面的氟涂层均匀致密;氟涂层镁合金的溶血率明显降低,且无细胞毒性,可满足生物医用材料的要求.同时,氟涂层镁合金的抗凝血性能与316L不锈钢相当,并具有显著的抗菌功能.     

超声雾化喷涂法制备抗血小板膜糖蛋白单克隆抗体洗脱支架及其生物相容性研究

采用超声雾化喷涂法制备抗血小板膜糖蛋白单克隆抗体洗脱支架。以涂层均匀度和接触角大小来优化壳聚糖单抗涂层参数,在外层喷涂一层左旋聚乳酸作为屏蔽层控制单抗SZ-21的释放速度。通过溶血率检测涂层支架的血液相容性;MTT实验和细胞粘附实验考察涂层支架的细胞相容性。对支架表面涂层进行SEM和EDS分析,结果表明,聚合物和单抗成功涂层到支架表面,且涂层均匀。涂层支架溶血率低于国家标准的5%,涂层支架对血管内皮细胞没有产生明显的毒副作用;涂层支架有良好的细胞相容性,利于细胞在支架上生长。具有屏蔽层的单抗SZ-21涂层支架较没有涂层屏蔽层的单抗SZ-21涂层支架的SZ-21释放明显成缓慢释放,无暴释现象。     

医用高氮无镍奥氏体不锈钢的制备与生物相容性研究

主要探讨不同含氮量的无镍奥氏体不锈钢材料对血管内皮细胞及血小板粘附的影响。通过溶血率和血小板粘附试验考察不同含氮量的无镍奥氏体不锈钢材料的血液相容性;通过MTT试验和细胞粘附试验考察不同含氮量的无镍奥氏体不锈钢材料的细胞相容性。结果表明不同含氮量的无镍奥氏体不锈钢材料的溶血率都低于国家标准的5%,对血小板粘附的影响不显著;粘附在高氮无镍奥氏体不锈钢材料表面的血管内皮细胞数量均多于钛合金材料,且细胞生长状态良好;细胞毒性试验表明,不同含氮量的高氮无镍奥氏体不锈钢材料和对照组钛合金材料对血管内皮细胞没有产生明显的毒副作用。     

NiTi合金上沉积氮化碳薄膜的力学和血液相容性研究

采用磁控溅射法在生物医用NiTi合金基体表面制备了Ti/CN_x（x≈0.26）梯度薄膜,并制备了Ti/类金刚石(DLC)以及Ti/TiN薄膜进行对比研究. 利用显微硬度计、划痕仪比较分析了上述各薄膜的力学性能,通过表面接触角法研究了薄膜的亲水性. 着重测试并分析了溶血率和血小板粘附行为,进而对薄膜的血液相容性进行评估. 结果表明：Ti/CN_x梯度薄膜与NiTi合金基底的结合牢固,结合力达到63.6N. Ti/CN_x薄膜硬度为23.01GPa,和Ti/TiN薄膜硬度相当,略高于Ti/DLC薄膜. 溶血率和血小板粘附试验表明,Ti/CN_x梯度薄膜能有效改善NiTi合金基底的亲水性和血液相容性,与Ti/TiN和Ti/DLC薄膜相比,Ti/CN_x梯度薄膜具有最小的溶血率,仅为1.12％,并且无论在血小板的粘附数量还是在血小板变形程度都最少,因此具有良好的血液相容性.     

三种生物碳素材料表面的血小板粘附研究

介绍了生物碳素材料的血液相容性的研究概况 ,研究了血小板在石墨、金刚石膜和类金刚石膜材料表面的粘附行为 ,结果表明 ,血小板粘附后的形态指数大小为 :石墨 >金刚石膜 >类金刚石膜。从一定角度定性地得出 :类金刚石膜的血液相容性优于金刚石膜 ,金刚石膜的血液相容性优于石墨     

生物医用AZ31B镁合金表面氧化锰转化涂层制备及性能研究

采用转化处理的方式,在AZ31B镁合金表面成功制备一层氧化锰转化涂层,以提高合金表面耐蚀性能。SEM研究表明,氧化锰转化涂层均匀分布在AZ31B镁合金表面,涂层中无规分布着微裂纹,涂层厚度为10~12μm。XRD研究表明,氧化锰转化涂层的主要成分包括MgO、MnO和Mn2O3。电化学和腐蚀浸泡实验结果表明,氧化锰转化涂层能够有效改善AZ31B镁合金的体外耐蚀性能。     

通用高分子材料的化学和生物改性及其血液相容性研究

功能化与高性能化的通用高分子材料在医用耗材及器械领域有着广泛的应用。作为重要的医用材料之一,血液相容性是首先需要解决的关键科学问题。通用高分子的血液相容性可通过化学和生物修饰来实现。采用的方法大体分为本体改性和表面改性。本体改性主要通过反应接枝和反应共混实现;而表面改性则主要通过在材料表面制备亲水性聚合物刷或亲水层、固定生物活性分子和形成生物仿生膜3种方法来实现。目前,生物材料的血液相容性研究主要集中在血浆蛋白吸附、血小板粘附和红细胞溶血3个方面。结合本课题组近期在生物医用材料领域的研究成果,简要介绍了国内外近年来通用高分子材料的化学和生物改性及其血液相容性研究进展。     

水热反应时间对三维石墨烯血液相容性的影响

以石墨烯为原料,采用乙二胺水热还原的方法制备三维石墨烯,在实验中通过控制水热反应时间来调控所得到的三维石墨烯的孔径大小,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)对三维石墨烯的表面形貌、结构和成分进行了表征,利用蛋白电泳、血小板粘附实验、溶血实验对制备样品表面的蛋白吸附率、血小板粘附等情况进行了对比。随着水热反应时间的延长,三维石墨烯的孔径由340μm逐渐减小为230μm,且N元素被引入到材料中,形成了新的化学键。将水热反应时间由6h延长至24h,使得制备出的三维石墨烯样品表面对牛血清白蛋白(BSA)的吸附量由2.6%上升至16.8%,溶血率由2.2%降至0.3%;同时,抗血小板粘附的能力也在不断增强。水热反应时间的延长可以减小三维石墨烯材料的表面孔径、增加其比表面积,提高材料表面对BSA的吸附能力和抗血小板粘附的能力,同时不断降低材料溶血率。水热反应时间的延长有利于提高石墨烯材料的血液相容性。     

胶原蛋白-葡甘聚糖-壳聚糖(CKCS)共混膜的生物相容性研究

通过内皮细胞-膜复合物的培养、组织学观察和MTT法对细胞增殖的测定以及动态凝血实验、溶血实验和复钙实验考察了胶原蛋白-葡甘聚糖-壳聚糖(CKCS)共混膜的细胞相容性和血液相容性,为共混膜在生物医学领域的应用提供理论依据.     

Ti-Zr-Cu合金的抗菌性能和体外生物相容性

采用平板共培养法测定Ti-Zr-Cu合金表面的菌落数,通过CCK8细胞增殖检测、鬼笔环肽细胞染色观察细胞核和细胞骨架形貌、细胞凋亡和黏附能力测定,研究了Ti-Zr-Cu合金的抗菌性能和体外生物相容性。结果表明,空白样品和Ti-Zr合金表面上的菌落密集,而Ti-Zr-Cu合金表面上的菌落数极少。Ti-Zr-Cu合金对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率分别达到98.28%和97.67%,表现出优异的抗菌性能。MC3T3-E1在Ti-Zr-Cu合金表面培养1、4、7 d的相对增值率分别为168.8%、109.8%和106.5%,均高于100%,表明这种合金没有细胞毒性。细胞在Ti-Zr-Cu合金表面上的附着和铺展良好,有利于贴壁细胞在其表面黏附和进一步增值,表明Ti-Zr-Cu合金具有良好的生物相容性。Ti-Zr-Cu合金对细胞凋亡没有不良影响。从Ti-Zr-Cu合金表面细胞的SEM照片可见细胞的粘附正常,也表明其具有良好的生物相容性。     

PLGA携载紫杉醇涂层包被TiNi合金的表面特性与生物性能

系统研究了PLGA携载紫杉醇包被TiNi合金的表面特性与生物性能。采用原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XPS)研究了药物涂层的表面形貌及化学成分;采用高效液相色谱(HPLC)研究了在pH为7.4的PBS溶液中紫杉醇从TiNi合金表面涂层中释放特性,并通过血小板粘附试验研究了药物涂层的血液相容性。试验结果表明经涂覆后TiNi合金表面化学组成及结构随着载药量的增加而改变。紫杉醇在涂层降解初期释放较快,随着时间的延长,累积释放量增加缓慢。血小板粘附试验表明载药量为0%、10%、20%和30%时涂膜样品表面血小板粘附数量均小于未涂膜样品表面。而随着载药量的增加,涂膜样品表面粘附的血小板数量增加,血小板变形严重,当载药量为30%时,血小板出现明显的聚集现象。     

非晶碳膜的表面润湿性对生物相容性的影响

采用等离子体注入沉积方法(PⅢ-D),混合通入C2H2、Ar或N2,制备了具有不同表面润湿性的非晶碳薄膜a-CH和掺N非晶碳薄膜a-CNH.采用Raman及XPS方法对薄膜的结构进行了分析,采用血小板黏附实验评价薄膜的抗凝血性能,采用材料表面的内皮细胞培养,对材料的细胞毒性以及生物相容性进行评价.结果表明非晶碳膜的生物相容性的提高与其表面的润湿性的变化密切相关,可通过掺杂特定的元素,增加a-CH薄膜表面张力的极性倾向,提高非晶碳膜的亲水性,来进一步改进a-CH薄膜的生物相容性,特别是血液相容性.     

氧化钛薄膜表面羟基活化能力及对生物相容性的影响

采用非平衡磁控溅射法制备了3种不同结构的TiO2薄膜,对所得TiO2薄膜运用碱处理方法进行表面处理,期望在材料表面获得羟基活性基团.运用X射线衍射(XRD)研究了薄膜的表面结构.利用傅里叶红外技术(FTIR)和X射线光电子能谱仪(XPS)等手段对活化处理前后样品表面的羟基基团进行检测,并对活化前后样品进行了内皮细胞培养和血小板黏附实验.结果表明,运用碱处理方法,可以在锐钛矿型以及金红石与锐钛矿的混晶结构TiO2薄膜表面形成活性羟基基团;相比于金红石型TiO2薄膜,混晶结构和锐钛矿型具有较好的羟基活化能力.生物相容性实验表明,碱活化处理后样品表面细胞生长数目多于活化前样品,血小板黏附数量少于活化前样品,表面活性基团的存在有利于提高TiO2薄膜材料的生物相容性.此外,影响TiO2薄膜表面生物活化性能的因素进行了初步探讨.     

基材与液晶种类对液晶复合膜血液相容性的影响

从仿生学的角度设计和制备结构及组成与生物膜及血管内壁相似的聚合物/液晶复合膜,作为新一类抗凝血生物材料,并通过血液相容性试验考察复合材料的抗凝血性能.结果显示:不同基材及液晶种类的聚合物/液晶复合膜,其溶血率值均小于5%,符合生物材料溶血试验的要求;复合膜的动态凝血性能取决于基材与液晶两者之间的兼容性及配比,动态凝血性能较佳的复合膜表面粘附的血小板大多呈单个粘附状态,数量较少,且基本无变形,呈现出良好的血液相容性.     

Ti6Al4V微弧氧化膜的生物相容性

采用微弧氧化(MAO)手段在Ti6Al4V表面制备TiO2陶瓷膜层,结合水热处理(HS)方法诱发膜层内生成羟基磷灰石(HA);以抗凝血性能、抗溶血性能、抗血小板黏附和材料的细胞毒性为指标,对Ti6Al4V基体合金、具有微弧氧化陶瓷膜层的Ti6Al4V合金和经水热合成处理后的Ti6Al4V微弧氧化膜层样品进行生物相容性综合评定。结果表明,经微弧氧化和水热合成处理后样品表现出优异的抗溶血性,良好的抗凝血性和血小板黏附以及无毒性,说明Ti6Al4V合金表面生成的羟基磷灰石复合薄膜赋予材料表面良好的生物相容性。     

钛材料表面固定多聚赖氨酸-肝素纳米颗粒以改善血液相容性的研究

通过将多聚赖氨酸(PLL)-肝素纳米颗粒固定在多巴胺涂覆的钛表面,以改善其血液相容性。利用zeta电位仪及甲苯胺蓝法检测纳米颗粒的粒径及成分,通过傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)及水接触角等对颗粒固定前后表面理化性质的变化进行表征。通过体外血小板粘附实验、肝素释放及活化部分凝血活酶时间(APTT)检测对改性样品的血液相容性进行评价。结果表明,PLL-肝素纳米颗粒成功固定在多巴胺沉积的钛表面,纳米颗粒的固定有效降低钛材料表面血小板的粘附行为,大大提高了血液相容性。     

热解碳的氮离子注入处理及其血液相容性评价

主要报导了热解碳的氮离子注入处理、等离子体浸没离子注入及其血液相容性。用卢瑟福背散射、X射线衍射和喇曼光谱法分析样品的成份及结构。测试了注入前后热解碳样品的血小板粘附性能，经过注入处理的样品表面粘附较少的血小板，而且较少团簇及变形，优于临床应用的热解碳。蛋白质竞争吸附实验结果表明热解碳经PⅢ处理后，表面会吸附较多的白蛋白、较少的纤维蛋白原，具有更好的抗凝血性能。     

高锰酸盐转化处理对医用AZ31B镁合金体外耐蚀性能的影响

现有的医用镁及镁合金在植入人体后耐蚀性能较差。采用高锰酸盐在医用AZ31B镁合金表面制备氧化锰转化膜,并采用SEM、XRD、电化学测试及浸泡试验研究其性能,对膜的形貌、组分、电化学性能和耐体液腐蚀性能进行了探讨。结果表明:氧化锰转化膜均匀分布在AZ31B镁合金表面,无规则分布有微裂纹,膜厚约52~165μm;转化膜的主要成分包括MgO,MnO,MnO2,Mn2O3和Mn3O4;转化膜能够有效改善AZ31B镁合金的体外耐蚀性能。     

AZ31B镁合金表面锌系磷化膜制备工艺及性能研究

采用极化曲线分析方法(Tafel)及扫描电子显微镜(SEM)对AZ31B镁合金在不同磷化时间及不同磷化温度条件下所形成的锌系磷化膜的防腐性能及表面微观形貌进行了研究,并应用X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)对最佳工艺条件下所形成的磷化膜的相组成以及磷化膜的成分进行了研究.结果表明:磷化时间及磷化温度对AZ31B镁合金磷化膜的防腐性能有较大影响,其最佳磷化时间为5min,最佳磷化温度为50℃;磷化膜的成分为Zn3(PO4)2·4H2O,Zn2Mg(PO4)2以及少量的单质Zn;在锌系磷化液中AZ31B镁合金中的Mg在微阳极发生溶解而Al没有溶解.此外还探讨了AZ31B镁合金表面的磷化反应机理.     

羟基磷灰石对硅橡胶复合材料抗凝血性能的影响

本研究制备了在165℃×10min条件下交联的机械共混羟基磷灰石和硅橡胶生物材料,并通过动态凝血试验、溶血率测定、血小板粘附的SEM观察等方法评价了羟基磷灰石与硅橡胶复合材料的血液相容性.结果表明,含60%羟基磷灰石的复合材料血液相容性最佳.