β-磷酸三钙/聚L-乳酸复合支架材料制备过程中的表面改性研究

对β TCP粉末表面改性剂进行了筛选,并对棕榈酸的改性效果进行了优化研究。通过润湿角测量仪、扫描电镜(SEM)和 X光电子能谱(XPS)分别对改性前后β TCP 的水性接触角、颗粒形貌以及表面—OH基团进行了表征,同时研究了改性β TCP/聚乳酸(PLLA)复合材料的力学性能。结果表明:用 1%棕榈酸在20min超声分散搅拌处理后的β TCP 微粒具有良好的疏水性,且在 PLLA 基质中分散均匀;通过棕榈酸改性,改善了β TCP/PLLA复合材料界面粘结强度,提高了复合材料的力学性能。     

大鼠骨髓间充质干细胞与β-磷酸三钙/聚L-乳酸支架材料的复合

将成骨诱导前后的大鼠骨髓间充质干细胞与不同比例、不同孔径和不同孔隙率的βTCP／PLLA材料复合,通过体内体外实验研究β-磷酸三钙／聚L-乳酸（β-TCP／PLLA）的成分、孔径和孔隙率等结构参数对复合材料在体内异位成骨能力的影响．结果表明,β-TCP／PLLA成分比为2：1,致孔剂含量为70％;孔径为200-450μm的支架材料在体外更有利于细胞的生长、增殖以及分化．这种支架材料在裸鼠体内具有异位成骨的能力,成骨诱导后的大鼠骨髓间充质干细胞比没有诱导的细胞更适合作为种子细胞．     

β-磷酸三钙/聚左旋乳酸骨折内固定材料的体外降解性能研究

骨折内固定材料是骨修复中不可或缺的重要材料.为了避免二次手术,可降解的骨折内固定材料越来越受到重视.本文采用溶液成膜/热压成型的方法制备了不同比例的β-TCP/PLLA骨折内固定复合材料,将不同比例的复合材料分别浸入SBF中进行体外降解,之后进行GPC、IR、吸水率分析及抗弯、抗压强度的测定,筛选出β-TCP与PLLA的最佳比例.结果表明:降解初期聚乳酸分子量下降较快,3周后下降减缓;降解后,复合材料表面形成了HCA.含20%、30%β-TCP的材料抗弯抗压下降缓慢,而40%的下降较快,初步显示30%为最适的β-磷酸三钙/聚左旋乳酸复合比例.     

磷灰石-硅灰石/β-磷酸三钙复合多孔支架材料的制备和表征

以磷灰石-硅灰石玻璃陶瓷(AW)粉和β-磷酸三钙(β-TCP)粉为原料. 以硬脂酸为致孔剂. 经模压成型、1170℃烧结制备磷灰石-硅灰石/β-磷酸三钙复合多孔支架材料(AW/βTCP). 采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、诱导耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)等方法分析支架的晶相组成、显微结构、物理性能、生物活性和降解性. 将大鼠骨髓间充质干细胞(rMSCs)与支架体外复合培养评价支架的生物相容性. 结果表明: 所制备的AW/β-TCP支架材料的抗压强度达14.3MPa. 孔隙率达66.9%. 孔径为100～700μm. 具有良好的生物相容性、生物活性和降解性. 可作为骨组织工程支架的候选材料.     

β-磷酸三钙/壳聚糖复合支架的制备及其对成骨细胞生长的影响

采用冷冻萃取和冷冻凝胶法制备了β-磷酸三钙/壳聚糖(-βTCP/CS)复合支架,并采用SEM、XRD、FTIR和万能材料试验机对其性能进行表征。研究结果表明,复合支架的孔隙率85%,且随-βTCP含量的增加而减小。力学性能的测试结果显示,当壳聚糖含量为30%时,复合支架的抗压强度最大(1.73MPa)。同时SEM结果表明壳聚糖与-βTCP的比值为30∶70时,复合支架的孔径在200～500μm之间。将成骨细胞MC-3T3-E1接种于-βTCP/CS复合支架上,培养7d后,发现细胞在-βTCP/CS复合支架上能够很好地粘附、生长和分化,即所制备的复合支架具有良好的细胞相容性。     

β-磷酸三钙/聚乳酸复合多孔支架材料的制备及性能

采用薄膜层叠-盐沥滤法制备了β-磷酸三钙/聚乳酸复合多孔支架材料,并对支架材料进行了傅立叶变换红外光谱分析、扫描电镜分析、差示扫描量热分析和动态热力学分析.结果表明,相同致孔剂含量时,添加β-TCP能增大支架材料的孔隙率,67%的支架材料孔隙率高达89%;PLA中适量添加β-TCP能提高储能模量E',33%和50%的支架材料E'分别提高到17.2MPa和17.5MPa添加β-TCP使支架材料的熔点和玻璃化转变温度移向高温.β-TCP含量为50%的β-TCP/PLA复合材料的孔隙率为80%,孔径适中,储能模量达到17.5MPa,能够很好的满足骨组织工程支架的要求.     

β-磷酸三钙/硅酸钙复合生物陶瓷的制备及性能研究

以β-磷酸三钙/硅酸钙(β-TCP/CS)纳米复合粉体为原料, 制备了质量比为50:50的β-TCP/CS复合生物陶瓷. 研究表明, 1150℃烧结5h得到的样品强度最好, 其致密度>96%, 晶粒尺寸约120nm, 强度达126MPa、同人体致密骨相当; 复合陶瓷在模拟体液中浸泡1天表面就全部被类骨羟基磷灰石层覆盖住, 28天的降解率达10.1%, 具有良好的生物活性和降解性. 研究结果显示β-TCP/CS复合生物陶瓷有望作为强度较好的可降解生物活性硬组织修复材料.     

骨组织工程支架-多孔β-磷酸三钙陶瓷的制备与性能

本文通过多孔β-磷酸三钙陶瓷的性能研究，发现将孔度提高到40％以上、孔径在100～500微米之间时，陶瓷还保持一定强度；X-射线衍射证实陶瓷组成为β—磷酸三钙晶体。预期该支架可用作骨组织工程支架。     

碳酸氢氨制孔制备聚乳酸(PLLA)/β磷酸三钙(β-TCP)复合骨修复多孔支架材料

采用混合溶剂(氯仿,丙酮)溶解后的聚乳酸(PLLA)与β磷酸三钙(β-TCP)、制孔剂碳酸氢氨(NH4HCO3)复合,冷冻干燥成型制备聚乳酸/β磷酸三钙多孔复合支架材料.正交实验结果表明,适当比例的混合溶剂在-10℃间体积收缩干燥制备的材料具有良好的成型性能和力学强度,碳酸氢氨(粒径200～400μm)质量比为30%(wt),PLLA/β-TCP质量比为1:1时,制备的支架材料抗压强度5.6MPa,孔隙率66.3%,孔径200～400μm.得到理想的复合骨修复多孔支架材料.     

原位共聚法制备聚DL丙交酯/β-磷酸三钙复合材料及性能研究

采用原位共聚法制备聚DL丙交酯/β-磷酸三钙(PDLLA/β-TCP)复合骨修复材料.以辛酸亚锡作引发剂,将一定比例的β-磷酸三钙与DL丙交酯(DLLA)混匀后在真空体系下开环聚合,并持续均匀振荡,得到PDLLA/β-TCP复合材料.通过扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)表征复合材料的有机-无机界面及整体复合情况;通过复合材料中PDLLA分子量及复合材料力学强度的测试考察了β-TCP的较佳加入量.研究发现:复合材料中β-TCP在PDLLA基质中分布均匀,有机-无机界面结合紧密;β-TCP比例越大,复合材料中PDLLA分子量越小;β-TCP对材料强度有增强作用,当β-TCP比例为30 wt%时,复合材料抗压强度可达99 MPa,抗弯强度可达76 MPa.     

微球法制备聚乳酸/β-磷酸三钙组织T程支架的研究

本文采用一种新颖的微球法制备了聚乳酸/β-磷酸三钙组织工程支架.并通过孔隙率的测定、电镜及抗压模量的测试来研究β-磷酸三钙的加入量以及搅拌时间对多孔支架的结构以及力学性能的影响.研究发现,对于同一组分的材料随着搅拌时间的增长,多孔支架的孔隙率有增大的趋势,同时多孔支架的抗压模量不断增大.随着β-磷酸三钙加入量的增加,多孔支架的孔隙率有先增大后减小的趋势.当在2 g聚乳酸中加入0.2 g β-磷酸三钙时孔隙率达最大.加入β-磷酸三钙后的多孔支架都不同程度比同样条件下纯聚乳酸多孔支架的抗压模量有所降低,但当加入0.2 g β-磷酸三钙后,以300转/分钟的速度搅拌2 h时,所制得的多孔支架的抗压模量与纯聚乳酸多孔支架的抗压模量基本相当.在2 g聚乳酸中加入0.2 g β-磷酸三钙,以300转/分钟的速度搅拌2 h时,材料具有较高的孔隙率(55.5%),同时也具有较高的抗压模量275 MPa,是较好的反应条件.     

可控孔隙结构三维多孔β-磷酸三钙支架的制备与表征

采用快速原型技术构造了3种不同形貌的高分子多孔模板,然后通过浆料灌注和凝胶注模原位凝固技术制备出以β-磷酸三钙为主要成分的三维多孔支架,实现了对骨组织工程支架孔结构的控制。采用微计算机断层扫描技术,在不破坏样品的情况下,精确地对支架的孔隙结构进行了观察和表征,并对支架的物相组成、显微形貌以及抗压强度进行了分析和测试。采用高分子模板制备的规则孔结构支架,大孔隙相互连通构成三维连通结构,并且具有大孔-微孔多级孔结构,抗压强度可达2MPa以上,大孔孔隙率为50%以上。结果表明,通过快速原型技术制备的连通多孔高分子模板,结合原位凝固成型技术,可以制备出孔径和结构可控、孔隙完全连通的β-磷酸三钙支架。     

骨形成蛋白-2基因修饰的β磷酸三钙/胶原复合材料修复颅骨缺损

目的构建骨形成蛋白2(Bone morphogenetic proteins2,BMP-2)基因修饰的β磷酸三钙(βtricalcium phosphate,β-TCP)/胶原复合支架材料,探讨其体内修复大鼠临界颅骨缺损的效果,评价其作为骨缺损修复材料的性能。方法制备纳米级多孔β-TCP/胶原支架,并负载100μg BMP-2质粒DNA形成基因修饰的支架材料。将24只成年雄性SD大鼠随机分为BMP-2基因修饰的β-TCP/胶原支架组(n=8),β-TCP/胶原支架组(n=8),空白组(n=8)。在大鼠颅骨顶部建立两个直径5mm的临界性骨缺损,植入材料后6周、12周取样本大体观察,组织学观察,免疫组织化学检测,并进行骨组织测量分析。结果组织学观察可见12周时,材料已完全降解。BMP-2基因修饰支架组6周时,骨缺损区成骨活跃形成编织骨;12周时,骨缺损已基本愈合,新生骨组织逐渐成熟呈板层状,与宿主骨形成骨性连接。而单纯支架组6周时,骨缺损中心区为少量岛状骨组织;12周时,新生骨组织连接呈片状,骨缺损未完全愈合。免疫组化检测显示:6周和12周时,BMP-2基因修饰支架组中BMP-2表达均强于单纯支架组和空白组。骨组织形态计量分析显示BMP-2基因修饰支架组成骨质量和成骨效率明显高于单纯支架组和空白组(P<0.05)。结论 BMP-2基因修饰的β-TCP/胶原复合材料具有良好的生物相容性,骨诱导和骨传导性佳,是很有潜力的新型骨缺损修复材料。     

明胶/掺锶β-磷酸三钙/硫酸钙复合多孔支架的制备与性能

以掺锶β-磷酸三钙/硫酸钙为原料,利用搅拌喷雾干燥法制备出掺锶β-磷酸三钙/硫酸钙复合小球,再将明胶与制备的复合小球复合,制备出明胶/掺锶β-磷酸三钙/硫酸钙复合生物支架。通过X射线衍射仪、扫描电镜、红外光谱仪等分析了复合多孔支架的成分、形貌以及结构特征,并研究了复合生物支架的降解性、孔隙率、力学性能和细胞毒性等。结果表明:该复合多孔生物支架具有不规则的孔洞结构,孔径在0.5~1mm之间,且平均孔隙率达到(63±1.77)%,基本能满足骨组织工程支架对孔隙率的要求;复合多孔支架具有良好的抗压强度,其平均抗压强度在(6.3±0.05)MPa左右;该复合多孔支架无细胞毒性,具有较好的降解速率,因此该支架在骨组织修复方面具有良好的应用前景。     

硬脂酸改性β-磷酸三钙及其复合材料机械性能研究

为了提高β-磷酸三钙(β-TCP)复合材料的机械性能,采用硬脂酸(C17H25COOH)对β-TCP表面进行改性处理,研究了β-TCP与C17H25COOH的界面作用机理.利用透射电镜、傅里叶红外光谱、热重分析等技术分别对改性前后β-TCP的颗粒形貌、组分和表面—OH基团进行了表征,研究了改性β-TCP/聚左旋乳酸(PLLA)复合材料的机械性能,并利用扫描电镜观察了复合材料断面形貌.研究表明:硬脂酸包覆在β-TCP表面,改性后β-TCP粉末具有一定的疏水性,硬脂酸的H+可以与β-TCP中的PO43-的一个O发生质子化反应形成—OH.改性β-TCP/PLLA复合材料的机械性能相比改性前有明显提高,改性后的β-TCP微粒在PLLA中分散均匀,两者结合紧密.     

微球法制备聚乳酸／β-磷酸三钙组织工程支架的研究

本文采用一种新颖的微球法制备了聚乳酸/β-磷酸三钙组织工程支架。并通过孔隙率的测定、电镜及抗压模量的测试来研究β-磷酸三钙的加入量以及搅拌时间对多孔支架的结构以及力学性能的影响。研究发现，对于同一组分的材料随着搅拌时间的增长，多孔支架的孔隙率有增大的趋势，同时多孔支架的抗压模量不断增大。随着β-磷酸三钙加入量的增加，多孔支架的孔隙率有先增大后减小的趋势。当在2g聚乳酸中加入0．2gβ-磷酸三钙时孔隙率达最大。加入β-磷酸三钙后的多孔支架都不同程度比同样条件下纯聚乳酸多孔支架的抗压模量有所降低，但当加入0．2gβ-磷酸三钙后，以300转/分钟的速度搅拌2h时，所制得的多孔支架的抗压模量与纯聚乳酸多孔支架的抗压模量基本相当。在2g聚乳酸中加入0．2gβ-磷酸三钙，以300转/分钟的速度搅拌2h时，材料具有较高的孔隙率（55．5％），同时也具有较高的抗压模量275MPa，是较好的反应条件。     

骨形态发生蛋白／多孔β—磷酸三钙陶瓷复合人工骨

提出了制备β－磷酸三钙（β－ＴＣＰ）粉末的新工艺，研究了多孔β－ＴＣＰ陶瓷（多孔β－ＴＣＰ）的成型和烧结条件。检测结果表明，该材料的Ｃａ／Ｐ为１．５０，平均孔隙率为４２．３％，抗压强度为３４．８ｋｇ／ｃｍ＾２，大孔孔径为４００μｍ左右，小孔孔径为５μｍ左右，在生理盐水中有微量溶解，溶血、急性毒性和致热源性均在安全范围内。制得骨形态发生蛋白（ＢＭＰ）与多孔β－ＴＣＰ的复合人工骨（ＢＭＰ／多孔β－ＴＣ     

聚L-乳酸/β-磷酸三钙复合骨支架材料成型工艺优化研究

利用溶剂自扩散-模压成型-粒子沥滤法制备聚L-乳酸(PLLA)/β-磷酸三钙(β-TCP)复合多孔支架材料,采用正交设计对成型工艺进行了优化,对支架进行了形貌观察、力学强度和孔隙率大小测试.结果表明:当PLLA∶β-TCP=1∶2,成型压力5 MPa,致孔剂粒径125～400 μm,用量80%(wt)时,制备的支架材料孔结构三维贯通,抗压强度为4.45 MPa、孔隙率为60.7%,满足骨组织工程支架材料要求.     

聚L-乳酸/β-磷酸三钙复合骨支架材料成型工艺优化研究

利用溶剂自扩散-模压成型-粒子沥滤法制备聚L-乳酸(PLLA)/β-磷酸三钙(β-TCP)复合多孔支架材料,采用正交设计对成型工艺进行了优化,对支架进行了形貌观察、力学强度和孔隙率大小测试。结果表明:当PLLA:β-TCP=1:2,成型压力5MPa,致孔剂粒径125～400μm,用量80% (wt)时,制备的支架材料孔结构三维贯通,抗压强度为4．45MPa、孔隙率为60．7%,满足骨组织工程支架材料要求。     

骨组织工程用硅胶/掺锶β-磷酸三钙/硫酸钙复合多孔支架的制备与性能研究

以掺锶β-磷酸三钙/硫酸钙为原料,利用搅拌喷雾干燥法制备出掺锶β-磷酸三钙/硫酸钙复合小球,再将硅胶与制备的复合小球复合,通过在模具中堆垛聚集的方法,制备出硅胶/掺锶β-磷酸三钙/硫酸钙复合生物支架。采用XRD,SEM,FT-IR等方法分析制得复合多孔支架的成分、形貌以及结构特征,并研究复合生物支架的降解性、孔隙率、力学性能和细胞毒性等。结果表明:该复合多孔生物支架具有一定的不规则孔洞结构,小球与小球之间的孔隙约为0.2~1mm,而每个小球上也有大量的微孔,孔径在50~200μm之间,且平均孔隙率达到62%,基本能满足骨组织工程支架对孔隙率的要求;该复合多孔支架无细胞毒性,其降解周期约为80天,抗压强度约为0.1MPa,因此该支架在非承重骨组织修复方面具有良好的应用前景。