磷酸钙微球骨修复材料研究进展

磷酸钙微球具有良好的渗透性、高的比表面积、低致密度和较好的力学性能,在分离、催化、传感、组织工程和药物释放等方面均有应用。本文综述了近年来磷酸钙陶瓷微球在组织工程和药物释放等骨修复相关领域的研究进展, 介绍了实心、多孔、空心和花瓣状等四种不同结构磷酸钙陶瓷微球制备方法以及在骨修复领域中的应用, 并归纳总结了各类微球具有的优缺点和改进的方向, 为骨修复用磷酸钙微球的设计和制备提供较系统的参考。     

乳化交联法制备壳聚糖微球粘连原因分析

乳化交联法是制备壳聚糖微球常用的工艺，但在制备过程中，常出现微球产物粘连的现象。分析了搅拌速度、油水体积比、表面活性剂添加量和交联剂用量等影响微球粘连的因素，优化出了分散性好，粒度均匀的壳聚糖微球制备工艺参数。结果表明，搅拌速度〉350r／min，油水体积比〉2．5，表面活性剂span80用量为水相的20％时，可获得分散性好的壳聚糖微球，微球的粒径可以控制在1～5μm之间。     

空心/多孔微球制备技术研究进展

综述了聚合物多孔微球和空心微球的制备方法及其相应的成孔机理。空心微球的制备以模板法为主,而多孔微球的制备则以种子溶胀法和致孔剂法为主。这些方法各有优缺点,根据材料的用途选择相应的制备方法,才能得到性能理想的中空或多孔微球。同时,讨论了多孔微球和空心微球制备中存在的问题及制备方法的选择。     

悬浮聚合法制备稳定的多孔高分子微球

以二乙烯基苯为交联剂,正十八醇为致孔剂,在过氧化苯甲酰引发下悬浮聚合苯乙烯、丙烯腈,制备苯乙烯-二乙烯基苯-丙烯腈交联高分子微球.用SEM(扫描电子显微镜)分析微粒平均粒径及形貌,红外光谱分析高分子微球的结构,原位生成磁性四氧化三铁并用磁天平表征磁响应性的变化,结果表明聚合物为粒径在0.5～7 μm的稳定、多孔高分子微球.     

核孔膜乳化法制备单分散壳聚糖微球

选择壳聚糖溶液为分散相,液体石蜡为连续相,首次采用核孔膜乳化方法制备壳聚糖微球.乳滴经戊二醛交联固化后所得微球球形度和单分散性良好(分散系数＜20%).主要研究了核孔膜孔径大小、油水相体积比、表面活性剂种类及用量、温度和固化时间对微球制备的影响.结果表明,膜乳化法是制备单分散微球的良好方法.     

壳聚糖微球的制备与应用

壳聚糖微球是一种典型的生物医用材料,主要应用于药物、杀菌、基因治疗等领域.目前,壳聚糖微球的常用制备方法有化学交联法、离子交换法、复凝聚法、喷雾干燥法和乳化分散法等.分析了壳聚糖微球的主要制备方法,评述了其在药物负载、伤口杀菌、基因治疗等领域的应用.     

采用两步pH调节仿生水溶胶介质法合成磷酸钙微球

本文系统研究了两步pH调节B型明胶水溶胶合成磷酸钙纳米晶多孔微球。实验采用了"两步pH调节法"对80℃明胶-磷酸钠水溶胶的pH进行预调节:用酸对水溶胶的pH值从5.6调节到3.0,再用碱调节到4.0,然后向水溶胶中滴加钙盐溶液合成磷酸钙。研究中也按常规的一步pH调节方式用酸将水溶胶的pH值从5.6调节到4.0,然后合成磷酸钙作为对照实验。结果表明,两步pH调节法使得磷酸钙纳米晶发生有序自组装形成多孔性微球,而一步pH调节法则出现纳米晶无序聚集和生长。同时,按上述两步pH调节法还可以制备微量元素锶掺杂的多孔性微球。以上研究结果对于仿生溶液介质pH预调节方法影响磷酸钙纳米晶聚集、生长具有重要启示,同时这种多孔性磷酸钙微球在骨修复、缓释给药、细胞支架以及生物分离等方面都具有潜在应用价值。     

复合CaCO3法制备医用多孔明胶微球

采用W/O型乳化-固化法制备了明胶CaCO3复合微球,将此复合微球用盐酸处理除去表面CaCO3,得到多孔的明胶微球.以差示扫描量热法、热重分析、红外光谱、扫描电子显微镜等方法对复合微球和多孔明胶微球的物理性质进行了表征,同时探讨了多孔明胶微球的合成机理.结果表明,两种微球中均含有CaCO3;扫描电镜显示,微球表面呈多孔结构,粒径在20～40μm之间.     

静电喷雾法制备壳聚糖/康普瑞丁载药微球

本研究采用静电喷雾法,以壳聚糖为基质材料,康普瑞丁为模型药物制备微球。实验中采用AcOH/H2O和AcOH/H2O/EtOH两种溶剂,分析了微球形貌和粒径分布的影响因素,并且对CS-CA4微球的缓释性能进行了测定。结果表明,壳聚糖浓度、溶剂配比及乙醇和康普瑞丁的加入会使壳聚糖微球呈球状、中间塌陷的类球状、棒状等不同形貌,微球粒径存在较大差异;通过AcOH/H2O/EtOH复合溶剂将疏水性药物康普瑞丁载入壳聚糖微球,制备出的壳聚糖/康普瑞丁载药微球分散性好,粒径分布均匀,平均粒径仅为0.27μm;使用戊二醛蒸汽交联48h的微球缓释效果明显。     

非均相悬浮法制备多孔羟基磷灰石微球

为了获得具有吸附和生物学功能的多孔羟基磷灰石(HA)微球,以自制的纳米羟基磷灰石(HA)粉体为原料,用非均相悬浮法制备了HA/明胶微球,将微球在1 250℃下焙烧,成功制备了直径100~500μm的多孔HA微球.采用光学显微镜、SEM分析、XRD分析和BET氮吸附法研究了微球形貌、尺寸、物相组成、比表面积和孔径,测定了微球对水中F-离子的吸附性能.结果表明:微球具有良好球形形貌和相互贯通的纳米微孔;尺寸比较均匀,分散性良好;微球的主要结晶相为羟基磷灰石;BET表面积为1.867 0~2.089 5 m~2/g,孔径6.53~6.85 nm;对氟离子的平衡吸附容量为1.909~1.940 mg/g.通过控制m(HA)/m(明胶)比例、油温、搅拌速度和搅拌时间,可以在一定范围内控制微球直径和比表面积.     

微纳分级结构碳酸钙中空微球的可控制备

以CaCl₂和Na₂CO₃为反应原料, 以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和十二烷基磺酸钠(SDSN)为模板剂, 在50℃采用化学沉淀反应, 干燥、煅烧后成功制备了具有微纳分级结构的CaCO₃中空微球。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射等检测手段对所制备的样品形貌、结构进行了表征, 结果显示：所制备的微纳分级结构CaCO₃中空微球直径为4~6 μm, 壳壁由直径约60 nm的CaCO₃颗粒组成, 壳层厚度约为200 nm, CaCO₃中空微球晶相组成为方解石和球霰石的共混体。同时, 在反应温度为50℃、PVP添加量为0.4 g, SDSN浓度为0.1 mol/L的条件下, 所制备的微纳分级结构CaCO₃中空微球分散性好, 且形貌比较完整。     

电沉积磷酸钙生物陶瓷涂层的研究进展

综述了用电沉积法在金属生物材料表面沉积磷酸钙盐生物活性陶瓷工艺及工艺进展,分析了电沉积的主要控制因素,总结了该技术的特点并展望了其应用前景.     

微波辅助溶剂热法制备磷酸钙微球和多面体

磷酸钙材料具有良好的生物相容性, 被广泛应用于生物材料领域。本研究以Ca(CH₃COO)2、NaH₂PO₄?2H₂O和双亲嵌段共聚物PLA-mPEG为原料, 通过微波辅助120℃水热反应30 min, 合成了自组装结构磷酸钙微球。以相同的反应原料, 在水和乙二醇混合溶剂中, 通过微波辅助120℃溶剂热反应30 min, 制备了具有多面体结构的磷酸钙。通过X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和热重分析(TG)对所制备样品的物相和形貌进行了表征。研究发现乙二醇的加入对磷酸钙的结构和形貌具有显著的影响。以牛血红蛋白为模型, 研究了所制备的两种不同磷酸钙材料的蛋白吸附效果。磷酸钙材料的牛血红蛋白吸附量随装载溶液中牛血红蛋白浓度的增加而增大, 随样品制备过程中的乙二醇加入量的增加而减小。     

机械活化增强多孔磷酸钙骨水泥支架的研究

本研究采用球磨对磷酸钙骨水泥(CPC)起始粉末进行机械活化处理, 以期改善CPC力学性能, 并探讨了其影响机理。采用激光粒度仪、比表面积测量仪和X射线衍射仪(XRD)表征球磨后的CPC粉末(Ball milling CPC, BCPC)。利用发泡法制备多孔BCPC支架, 采用万能力学试验机、XRD和扫描电子显微镜(SEM)表征多孔BCPC支架。结果显示, 球磨后的BCPC粉末平均粒径减小, 比表面积增大, 表观密度、堆积密度及紧密密度减小。BCPC支架孔隙率为(77.98 ± 0.58)%, 抗压强度为(4.11 ± 0.46) MPa, 相比CPC支架的(64.23 ± 2.32)%和(1.99 ± 0.43) MPa有显著提高。SEM结果显示BCPC支架具有数微米和数百微米的两种孔隙结构。XRD结果表明机械活化作用降低了DCPD、α-TCP、CaCO₃和HA的晶粒尺寸和结晶度, 促使DCPD向DCPA转化, 促进了各相磷酸钙盐的水化和HA的沉积, 提高了BCPC支架的力学性能, 为增强CaP基多孔材料的力学性能和扩展其临床应用提供了新途径。     

多孔两相磷酸钙生物陶瓷的制备及其性能研究

介绍了以钙直力磷酸盐为原料经化学合成磷酸钙盐胶体的方法制成多孔两相磷酸钙盐陶瓷。试验结果表明，经发泡成型，高温热处理和烧结后的两相磷酸钙陶瓷其力学性能优于羟基磷酸钙并具有良好的生物相容性。     

利用鸡胚模型半体内评价多孔磷酸钙骨修复材料血管化的研究

利用鸡胚绒毛尿囊膜(CAM)中丰富的血管建立半体内模型, 研究多孔磷酸钙骨修复材料的血管化。将多孔羟基磷灰石陶瓷(HA)和具有部分孔隙结构的磷酸钙骨水泥(CPCs)分别植入CAM中共培养, 利用体式显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察CPCs表面血管的生长, 并利用Image-Pro Plus和Nano Measurer定量血管密度、直径和数量; 对CAM中培养的HA采用不脱钙组织学处理和观察。体式显微镜观察及定量结果显示多孔结构对血管生长影响显著, 随着培养时间延长, 多孔部分血管密度和数量均有明显增加, 而无孔部分血管生长缓慢。CPCs表面血管以出芽方式生长, 形成血管网络, 直径一般小于50 μm。SEM观察显示血管紧贴CPCs表面生长。苏木精-伊红(H&E)染色显示血管通过孔隙结构长入HA内部。实验结果说明三维孔隙结构利于血管的生长和长入, 此实验可简便、高效、低成本地研究多孔磷酸钙骨修复材料的血管化, 为快速评价生物材料血管化寻找一种新途径。     

核-壳结构硅灰石/磷酸钙多孔陶瓷微球的制备及表征

本文研究了双壳层型核-壳结构β-硅灰石/β-磷酸三钙(β-CaSiO3/β-TCP)生物活性复相陶瓷微球的制备及表征;利用添加有机微球造孔剂工艺,在内、外壳层分别构建出孔径10μm左右的多孔结构,并对其体外降解行为进行了分析。结果显示,运用自制同轴喷头微流控系统制备的生物活性复相陶瓷微球的工艺简单,微球尺寸均一,球形形态良好,经干燥、煅烧处理后陶瓷微球发生明显收缩,颗粒度维持在2.2±0.1mm。通过改变组分分布、烧结温度制度以及双壳层内部结构等实现复相陶瓷体外降解的可调节性。以上研究结果表明,该方法制备的多孔双壳层型核-壳结构复相陶瓷微球解决了组分降解速率调控问题,以及由此堆砌颗粒形成三维网络孔道演化可调可控性能,势必将在研究骨缺损修复和微球载药领域具有重要意义。     

酵母基多孔炭微球的热裂解制备及其吸附性能研究

以氯化锌为活化剂,采用热裂解酵母法制备了多孔炭微球。用FE-SEM、XRD、TG-DTA表征了炭微球的物化结构,测试了炭微球的极性和吸附性能。FE-SEM结果表明多孔炭微球为椭球状,长度为(2.3±0.50)μm,宽度为(3.5±0.45)μm,分散度好。XRD结果表明多孔炭微球为无定形炭。热重分析监控了酵母的转变过程。FT-IR分析表明多孔炭微球的形成与表面化学官能团有关,其形成机理为炭化过程。极性测试表明炭微球表面存在大量非极性基团,这有利于炭微球在非极性溶液中的吸附。在对碱性和酸性染料的吸附中,多孔炭微球对酸性染料表现出了较高的吸附能力。