羟基磷灰石表面形貌对人成骨肉瘤细胞生物学性能的影响

本文研究了羟基磷灰石(HA)表面形貌对人成骨肉瘤细胞(MG-63)生物学性能的影响。通过单轴压片技术与粒子占位法相结合控制陶瓷表面孔尺度、形态及分布, 从而获得具有不同表面孔结构的HA陶瓷材料。将材料与MG-63共培养, 通过扫描电子显微镜(SEM), MTT检测法表征材料表面形貌对细胞的黏附和增殖影响, 并通过碱性磷酸酶活性(ALP)检测和实时荧光定量(RT-PCR)技术探讨了HA陶瓷材料的表面结构对MG-63成骨分化的诱导作用。结果表明, 大孔结构(孔径大于200 μm)更有利于细胞的黏附和增殖, 而小孔结构(孔径小于100 μm)能促进细胞的成骨分化。孔形貌和孔分布也能影响细胞的生物功能, 相同尺度的孔径, 不规则蜂窝状的多级微孔结构比光滑孔壁的浅孔结构更能诱导细胞的成骨分化。     

表面活性剂对羟基磷灰石纤维形貌的影响

以Ca(NO₃)₂·4H₂O和(NH₄)₂HPO₄水溶液为前驱体, 采用水热均相沉淀法制备了结晶度较高的羟基磷灰石纤维, 研究了表面活性剂十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)和聚乙二醇(PEG)及其含量对产物形貌和相组成的影响。结果表明, 采用这三种表面活性剂制备的产物都是羟基磷灰石, 部分样品含有少量碳酸钙杂质。加入CTAB和SDS均会对纤维的生长起到抑制作用, 得到纤维与球形团聚体并存的产物, 而PEG的加入在一定程度上促进了纤维的生长。     

羟基磷灰石陶瓷表面微沟槽的制备及其对成骨细胞早期行为的影响

利用超声探针在铝合金圆片上雕刻微米沟槽图案作为模板, 并成功地将此沟槽图案转移到羟基磷灰石(HAP)陶瓷表面上。扫描电子显微镜(SEM)表征结果显示3种沟槽宽度分别为20、40和60 μm, 与预先设计沟槽的尺寸一致; 接触角测量结果表明, 沟槽化HAP表面的纯水润湿性随沟槽宽度的减小而明显提高。对体外培养在三种沟槽尺寸HAP表面成骨细胞(MC3T3-E1)的形态观察、细胞核染色计数以及细胞取向角测量统计分析的结果表明, 沟槽化的HAP表面具有引导成骨细胞沿沟槽方向铺展的作用, 而且这种引导作用随着沟槽变窄而显著增强, 但这种引导作用并没有对成骨细胞的早期(30 h)增殖行为产生影响。     

热处理对羟基磷灰石涂层相组成、表面形貌与结合强度的影响

羟基磷灰石(HA)涂层的喷涂及其后处理工艺对其组织结构和结合强度具有重要影响.比较了热处理对不同粒度HA涂层相组成、表面形貌与结合强度的影响,为该类涂层制备工艺的优化提供实验依据.采用等离子喷涂法在纯钛表面制备了不同粒度的HA涂层,对其进行650℃不同保温时间的后热处理.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和电子拉伸机检测了涂层的相组成、表面与断口形貌及剪切结合强度等.结果表明,涂层经650℃保温0.5h热处理后,非晶相和分解相基本全部转变为结晶HA.经热处理晶化后,涂层表面生成300nm以下的微粒子,双重涂层BC表面更易形成.粗粉末涂层CC和BC热处理后的剪切强度提高,而细粉末涂层FC则相反;HA涂层的剪切断裂主要是发生在涂层与基体间的界面上.     

采用原子力显微镜表征羟基磷灰石的形貌

为研究人工合成羟基磷灰石粉体在烧结过程中的表面形貌和粒度的演变,采用X射线衍射和原子力显微镜等手段,研究羟基磷灰石粉末的压制样品在高温炉中经不同温度下烧结后的颗粒形貌和粒度的变化。结果表明,烧结温度和烧结时间对表面形貌和晶粒粒径演变都有影响,而且晶粒粒径符合粒径长大的物理机制。     

硬脂酸对纳米羟基磷灰石表面的改性机理

用硬脂酸对羟基磷灰石进行了表面改性处理,采用XRD、TEM、FTIR以及XPS等方法研究了表面改性的机理及硬脂酸含量对羟基磷灰石活化率的影响。结果表明,羟基磷灰石的晶体结构及微观形貌没有发生变化。硬脂酸通过硬脂酸根离子（CH3（CH2）16COO^-）与羟基磷灰石表面的钙离子结合形成离子键而接枝在羟基磷灰石表面。当硬脂...     

氨基酸对水热合成羟基磷灰石纤维形貌的影响

以Ca(NO_3)_2·4H_2O和(NH_4)_2HPO_4的水溶液为前驱体,基于生物矿化的基本原理,利用水热法制备结晶度较高的羟基磷灰石(HA)纤维,重点研究酸性氨基酸L-谷氨酸(Glu)、中性氨基酸L-苯丙氨酸(Phe)和碱性氨基酸L-赖氨酸(Lys)的添加对产物物相和形貌的影响。结果表明:添加这3种氨基酸均对产物的物相影响不大,制得样品的主要组成相都是HA,部分样品含有少量碳酸钙。3种氨基酸的加入均改变纤维沿c轴生长的趋势:加入Glu后得到球状形貌的HA,Lys的加入使得产物形貌变得不均匀,而加入Phe后得到分散性较好的棒状纤维。     

钛表面电化学法制备掺锶羟基磷灰石涂层及其形貌控制

利用电化学法在钛金属基体表面沉积掺锶羟基磷灰石(SrHA)晶体涂层。通过改变电解液的成分和浓度,可控地制备出掺锶比例在0到100%之间且具有不同结晶度的SrHA涂层。其中较高沉积温度下,在低Ca、P浓度电解液中制备出由尺寸较大的六棱柱状SrHA晶体组成的涂层;而较低沉积温度下,在高Ca、P浓度电解液中制备出由尺寸较小的针状SrHA晶体组成的涂层。利用两步电沉积法制备出荆棘状SrHA涂层,其结构为较大的棒状SrHA侧面长出较小的棘状晶体,以增大SrHA涂层的比表面积。对比三种SrHA涂层在生理溶液中的锶离子释放速率,发现荆棘状SrHA涂层的锶离子释放速率最大。最后进行了3组SrHA涂层表面成骨细胞增殖的初步研究。     

羟基磷灰石陶瓷管的成型与形貌控制

采用DMAc/LiCl/chitin/HA配浆体系,芯体表面吸附羟基磷灰石(HA)料浆,料浆凝固定型后抽离芯体,根据材料组分设计并进行烧结工艺,获得截面圆整的薄壁HA陶瓷管.通过扫描电镜观察样品截面、形态及烧结状况,分析制备工艺对HA管形貌的影响,为制备HA多孔陶瓷和增强贯通性提供了一条新的技术路径.     

柠檬酸钠调控水热合成羟基磷灰石微球

本研究采用四水硝酸钙(Ca(NO₃)₂·4H₂O)和磷酸氢二铵((NH₄)₂HPO₄)分别作为钙源和磷源, 以丙酰胺为pH调节剂调控溶液的过饱和度, 以柠檬酸钠为钙源缓释剂调控羟基磷灰石(Hydroxyapatite, HA)的形貌, 经水热法处理成功制备出高结晶度、形貌均一和分散性良好的HA微球。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对反应产物进行了表征, 研究了初始pH值、柠檬酸钠加入量和水热反应温度对HA结晶度、组成及形貌的影响。研究结果表明, 当初始pH值为3, 柠檬酸钠与钙源的摩尔比为1︰1.5, 反应温度为180℃时, 有利于HA微球的形成。     

羟基磷灰石表面吸附性能的研究综述

羟基磷灰石(HA)吸附能力受酸碱度、其它离子浓度等外界因素的影响,对HA表面改性处理能在一定程度上改变HA表面电性结构,从而改善吸附性能.动力学上多因素作用影响HA吸附速度或改变具体的吸附行为.通过总结HA对无机物、金属及有机物的作用条件、反应过程及吸附机理发现:人们还没有找到一个普遍的理论模型来解释HA与其它材料发生吸附作用的过程,目前对HA表面吸附性能的研究还停留在具体零碎材料的相互作用上.在HA表面嫁接有用的作用基团或物质,通过改变HA表面部分结构以改善吸附性能成为目前和今后一段时间内HA吸附性能研究的重点之一.     

碳纳米管的表面改性与羟基磷灰石的包覆

通过TEM、FTIR及XRD等检测手段对原位合成法制备羟基磷灰石/碳纳米管复合材料过程中碳管的表面改性及影响羟基磷灰石包覆的因素进行了系统探讨. 研究表明, 浓酸处理后, 碳纳米管表面产生大量官能团; 阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)的加入提高了碳纳米管与水的相容性; 实验中随着(NH₄)₂HPO₄溶液的加入, 羟基磷灰石原位沉积并形成包覆层. 结果发现: 碳纳米管的表面改性、适当的pH值和陈化温度是得到羟基磷灰石连续包覆层的关键因素.     

羟基磷灰石生物涂层的复合制备与生物相容性

采用等离子喷涂CaHPO4和水热处理复合制备羟基磷灰石生物涂层,研究了羟基磷灰石涂层的结合强度和溶解性,用成骨细胞考察了生物相容性,结果表明,喷涂涂层由C aHPO4,β－Ca2P2O7和α-C3(PO4)2组成,其相比例,结晶性和形貌取决于喷涂电流和喷涂距离;喷涂涂导经过水热处理可转化为针状结晶的缺钙羟基磷灰石,这种羟基磷灰石涂层具有高的结合强度和稳定性,与成骨细胞的生物相容性良好。     

羟基磷灰石/苯乙烯的原位(共)聚合

采用羟基磷灰石(HA)/苯乙烯(S t)原位聚合和HA/乙烯基三乙氧基硅烷(V S)/S t原位共聚合处理HA表面。研究结果表明,HA的存在对S t的聚合没有阻聚作用,PS在HA表面有明显的接枝效应,且原位共聚合较原位聚合更有利于PS的接枝。在原位(共)聚合过程中,聚合得到的PS的重均分子量均在30万以上。随着单体用量增加,PS的分子量呈增高的趋势、分子量分布趋于变窄,且原位共聚合所得PS的分子量比原位聚合所得PS的分子量高、分子量分布要窄。     

TiO2 Nanorod Array Constructed Nanotopography for Regulation of Mesenchymal Stem Cells Fate and the Realization of Location‐Committed Stem Cell Differentiation

As a physical cue for controlling the fate of stem cells, surface nanotopography has attracted much attention to improve the integration between implants and local host tissues and cells. A biocompatible surface TiO₂ nanorod array is proposed to regulate the fate of bone marrow derived mesenchymal stem cells (MSCs). TiO₂ substrates with different surface nanotopographies: a TiO₂ nanorod array and a polished TiO₂ ceramic are built by hydrothermal and sintering processes, respectively. The assessment of morphology, viability, gene expression, and protein characterization of the MSCs cultured on the different TiO₂ substrates proves that a TiO₂ nanorod array promotes the osteogenic differentiation of MSCs, while a TiO₂ ceramic with a smooth surface suppresses it. Periodically assembled TiO₂ nanorod array stripes on the smooth TiO₂ ceramic are constructed by a combination of microfabrication and a chemical synthesis process, which realizes the location‐committed osteogenic differentiation of MSCs. A route to control the differentiation of MSCs by a nanostructured surface, which can also control the location and direction of MSCs on the surface of biomaterials with micro‐nano scale surface engineering, is demonstrated.     

乌贼骨及其水热改性制备羟基磷灰石的研究

用X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热重-差热(TG-DTA)、扫面电子显微镜(SEM)等分析方法对水热改性前及改性不同阶段乌贼骨的矿物组成、表面形貌等进行了表征、分析, 并对水热反应机理进行了研究. 结果显示, 原始乌贼骨主要由棒状文石层堆砌而成, 外观呈多孔的房架式结构. 在磷酸盐溶液中水热处理后, 内部的文石经由固态局部规整离子交换反应(Solid-state topotactic ion exchange reaction)转变为羟基磷灰石, 原来文石结晶体的形貌及规则排列方式没有改变; 而外表面文石则通过溶解-重结晶(Dissolution-recrystallization)过程转变为鳞片状的羟基磷灰石, 随着水热处理时间的延长, 鳞片状羟基磷灰石进一步自组装成5μm左右的规则圆球, 本文对自组装的机理也做了初步探讨.