掺锶羟基磷灰石的制备与性能研究

掺锶羟基磷灰石的骨缺损修复效果优于羟基磷灰石.以四水硝酸钙[Ca(NO3)2·4H2O]、磷酸氢(气)铵[(NH4)2HPO4]、硝酸锶[Sr(NO3)2]为原料,180℃下水热处理8h制得Sr-HA.通过XRD、FTIR、TEM、EDX和TG/DTA对Sr-HA的晶相、化学组成、形貌和热稳定性进行分析,并通过细胞培养...     

掺锶羟基磷灰石晶须的制备方法研究

HAP是良好的骨替代材料,锶的加入能够提高HAP的力学性能、降解性能。以磷酸氢二铵、硝酸钙、硝酸锶在94℃的恒温下制备几种含锶量不同的Sr-HAP。通过SEM、XRD和EDS对其进行分析,结果表明:锶可以掺入羟基磷灰石中形成掺锶羟基磷灰石晶须。     

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。     

纳米掺锶羟基磷灰石的制备及其抗菌性能研究

以硝酸钙、氯化锶、磷酸氢二氨等为原料,采用溶胶-凝胶-超临界流体干燥法,制备了纳米掺锶羟基磷灰石(SrHAP)。通过元素含量分析、TEM、XRD、FT-IR等手段对其结构进行了表征,分析了锶的掺入对羟基磷灰石(HAP)的结构、晶形及结晶度的影响;研究了HAP掺入锶后对大肠杆菌、金黄色葡萄球茵、乳酸杆菌的抗茵性能。结果表明:采用溶胶-凝胶-超临界CO_2干燥法,可制备结晶性较好的纳米HAP和Sr/[Sr ca]原子比为0．5的纳米SrHAP;在给定的条件下,锶可以按化学计量比掺入到HAP的结构中;HAP掺入锶后,其主要官能团红外光谱吸收峰的振动频率降低,晶形从HAP的短棒状改变为SrHAP的针状,结晶度降低,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、乳酸杆茵的抗菌性能提高。     

纳米掺锶羟基磷灰石的制备及其抗菌性能研究

以硝酸钙、氯化锶、磷酸氢二氨等为原料,采用溶胶-凝胶-超临界流体干燥法,制备了纳米掺锶羟基磷灰石(SrHAP).通过元素含量分析、TEM、XRD、FT-IR等手段对其结构进行了表征,分析了锶的掺入对羟基磷灰石(HAP)的结构、晶形及结晶度的影响;研究了HAP掺入锶后对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、乳酸杆菌的抗菌性能.结果表明:采用溶胶-凝胶-超临界CO2干燥法,可制备结晶性较好的纳米HAP和Sr/[Sr Ca]原子比为0.5的纳米SrHAP;在给定的条件下,锶可以按化学计量比掺入到HAP的结构中;HAP掺入锶后,其主要官能团红外光谱吸收峰的振动频率降低,晶形从HAP的短棒状改变为SrHAP的针状,结晶度降低,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、乳酸杆菌的抗菌性能提高.     

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。     

水热法合成羟基磷灰石晶须的工艺研究

纳米羟基磷灰石（HAP）增强聚合物基复合材料是替换硬组织的最理想材料，是植入材料的研究重点之一。为了制备与天然骨结构非常相似的复合材料，必须首先制备出性能优良的的纳米HAP粉体。对水热法制备HAP纳米晶须的工艺进行了研究，研究了反应时间、温度、起始反应物的浓度、钙磷比以及反应体系的pH值对合成HAP纳米晶须形貌的影响。用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和红外光谱（FT-IR）法，对制备的羟基磷灰石进行了表征和分析。结果表明：生成的HAP晶须的长度及长径比随反应时间的延长而增大。温度〈150℃时，得到HAP晶须；温度〉180℃，则得到细小HAP晶体的聚集产物。当反应物的pH=9时，得到的是缺钙型的HAP；当反应物的pH〈4时，产物中出现新相磷酸氢钙；当pH=2时，得到纯的磷酸氢钙。     

掺锶羟基磷灰石纳米颗粒的合成、表征及模拟研究

锶(Sr)掺杂羟基磷灰石(HA)在生物材料中得到广泛应用。在此研究中, 使用水热合成的方法制备HA和Sr掺杂HA的纳米颗粒。通过实验和计算机模拟的方法研究Sr掺杂对HA化学成分、结晶度、晶格参数、形貌和形成能的影响。实验结果表明, Sr掺杂后的HA纳米颗粒晶格参数和晶体尺寸增大。随着Sr离子浓度的增加, Sr 掺杂HA的纳米颗粒的结晶度没有显著变化。模拟结果验证了实验得到的Sr 掺杂HA纳米颗粒晶格参数的准确性, 且进一步表明Sr 离子掺杂后纳米颗粒的形成能较低, 结构更稳定。当Sr掺杂浓度为10%时, Sr掺杂的优先位点是Ca(1); Sr掺杂浓度为50%时, Sr混合掺杂到Ca(1)和Ca(2)位点为更优先的掺杂模式。     

水热法制备针状羟基磷灰石

采用水热均相沉淀法制备了针状纳米羟基磷灰石（ＨＡｐ）。考察反应的ｐＨ值,水热温度,水热时间,分散剂对生成羟基磷灰石颗粒大小的影响。结果表明：控制反应物溶液的ｐＨ为１１．０,水热温度１５０℃陈化２０ｈ可以获得结晶良好的羟基磷灰石;随着陈化时间的延长,晶体长度增加;加入分散剂可以降低羟基磷灰石的尺寸,并改善粒径分布。     

聚乙烯吡咯烷酮对羟基磷灰石结晶和形貌的影响

采用化学均相沉淀法,在水热条件下以Ca(NO3)2.4H2O和(NH4)2HPO4为原料,合成了具有特殊形貌的羟基磷灰石(HA)微球。在合成过程中加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为模板剂,研究了PVP的加入和浓度对HA晶体形貌和粒径的影响。结果表明,PVP的加入改变了HA晶体的生长方式,颗粒是由针片状HA晶体组成的微球;HA颗粒的形貌和粒径可以通过调节PVP浓度来控制,当PVP浓度从0%(质量分数,下同)增加到12%时,HA颗粒的形貌逐渐由不规则的絮状团聚物转变为规整的微球,组成微球的结构单元也随PVP浓度的变化有所不同。     

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。     

掺铜羟基磷灰石微球的制备及表征

铜作为人体含量第二的必需微量元素, 不仅在人体新陈代谢过程中起着重要作用, 同时还具有抗菌性。因此, 合成掺铜羟基磷灰石(Cu-HA)可望获得具有优良生物学性能兼具抗菌性能的生物陶瓷。本研究以硝酸钙、硝酸铜和磷酸氢二钠为原料, 采用水热合成法制备掺铜HA。采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、红外和原子吸收光谱对样品进行表征。结果表明: 溶液体系中加入Cu²⁺后, Cu取代部分Ca进入HA晶格, 使其形貌由带状转变为花瓣状微球; 但Cu的掺入, 并不影响HA晶体结构; 当溶液中Cu/(Cu+Ca) 摩尔比高于0.05时, HA产物的热稳定性下降。     

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.     

一步溶剂热法合成锶掺杂羟基磷灰石超长纳米线

羟基磷灰石超长纳米线可用于构建不同种类的生物材料, 如高柔性生物医用纸和弹性多孔骨缺损修复支架, 在生物医学领域具有良好的应用前景。锶元素作为一种微量元素, 在骨代谢过程中起着重要作用。本研究通过一步溶剂热法合成了具有不同锶掺杂量的羟基磷灰石超长纳米线; 研究了不同锶掺杂量对羟基磷灰石超长纳米线的形貌和物相的影响。所制备的锶掺杂羟基磷灰石超长纳米线具有高柔韧性和超长一维纳米结构。能量色散谱、X射线粉末衍射和傅里叶变换红外光谱分析表明, 锶元素成功地掺杂到了羟基磷灰石超长纳米线中。本研究发展的制备方法可以制备锶/(锶+钙)摩尔比从0到100%任一比例的锶掺杂羟基磷灰石超长纳米线, 大幅拓展了羟基磷灰石超长纳米线在骨缺损修复和牙科修复等生物医学领域中的应用。     

纳米羟基磷灰石形貌对复合材料力学强度的影响

采用不同形貌的羟基磷灰石纳米粒子与聚酸酐材料复合,研究了羟基磷灰石形貌对复合材料力学强度的影响,并用扫描电子显微镜观察了复合材料的断面形态.结果发现羟基磷灰石的形貌对材料的压缩强度和压缩弹性模量影响较大:长针状羟基磷灰石增强效果较好,所得复合材料的压缩强度可达256MPa,压缩弹性模量可达9.8GPa;片状羟基磷灰石的复合材料力学强度较差,压缩强度最高只有160Mpa,压缩弹性模量最高只有7.9GPa.