醇化改性蓖麻油基聚氨酯/n-HA复合支架材料的结构及力学性能

有机/无机材料的两相界面作用和均匀复合是影响复合支架材料性能的主要因素。本研究通过工艺改进, 对聚氨酯软段成分进行改性得到醇化蓖麻油, 经原位聚合发泡制备出多孔复合支架, 较好地实现了纳米羟基磷灰石(n-HA)颗粒的均匀分散。结果表明, 改性聚氨酯基体有效增加了羟基值, 其与极性n-HA两相界面复合良好, 无明显界面分相和颗粒团聚发生。支架孔径分布均匀, 但支架材料的孔隙率、孔径大小和结晶度略有减小。红外光谱和X射线衍射分析表明, n-HA和醇化蓖麻油基聚氨酯基体的分子间存在丰富的氢键和化学键, 促进了无机-有机相的相容性和稳定性。醇化改性和纳米无机粒子添加对材料性能的协同作用有效改善了支架的力学性能, 复合支架的压缩强度和模量均大幅增长。该种n-HA/聚氨酯复合支架有望用于进一步的骨再生和骨组织工程研究。     

纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纳米结构组织工程支架材料的制备与表征

采用热致相分离法制备了一系列左旋聚乳酸/纳米羟基磷灰石(PLLA/n-HA)纳米纤维状复合支架材料,并采用扫描电境、万能材料试验机和体外降解实验对其进行了表征.实验结果表明,复合支架的孔隙率高达90%;扫描电镜观测到复合支架材料为三维多孔的网状纳米纤维状结构,其纳米纤维直径在200～500nm的范围内;万能材料试验机测得复合支架的压缩模量最大可提高至纯聚乳酸支架的3倍.     

载微球纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合多孔支架的制备与表征

首先通过乳化法合成海藻酸钠/壳聚糖(ALG/CS)复合微球,然后将其与纳米羟基磷灰石/壳聚糖H(n-HA/CS)复合材料混合均匀,用气体发泡法制备了载微球复合组织工程支架.并用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱仪(IR)以及转靶X射线仪(XRD)等方法对该载微球多孔支架进行分析和表征.结果表明:n-HA/CS复合材料中无机相均匀分散在连续有机基质中,复合前后两组分均未发生明显变化;制备的载微球多孔支架中孔隙分布均匀,孔间贯通性良好,孔隙率较高;而其中的微球均呈球状,直径分布在150～350μm之间;微球表面粗糙且有大量微孔,载药后将利于药物的释放;微球在整个支架中分布均匀,而且与n-HA/CS基体材料间亲和性较高.本研究将为骨或软骨缺损提供一种性能优良且具有药物缓释功能的组织工程支架.     

纳米羟基磷灰石/聚乳酸复合纳米纤维支架材料的研究

采用静电纺丝的方法制得纳米羟基磷灰石(n-HA)/聚乳酸(PLA)(n-HA/PLA)复合纳米纤维支架材料,通过仪器测试,分析研究了不同n-HA用量对n-HA/PLA的形貌与性能的影响。研究结果表明:当n-HA用量为10%(wt,质量分数)条件下,其在聚乳酸纳米纤维表面均匀分布,n-HA/PLA复合纳米纤维支架材料的断裂强度、断裂伸长率达到最大,分别为670.52cN·m/g、105.54%,热性能也得到了提高。     

浆料粘度对纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合支架孔结构与力学性能的影响

浆料粘度是热诱导相分离法制备支架材料的关键因素,采用不同粘度的纳米羟基磷灰石/聚酰胺66(n-HA/PA66)复合浆料制备了相应的n-HA/PA66多孔支架,并对不同粘度浆料制备支架材料的泡孔结构和力学性能等进行了对比研究。结果表明,浆料粘度对n-HA/PA66复合多孔支架的孔径、孔径分布、孔隙率、开孔率、力学强度等性能有显著的影响。随着浆料粘度的增大,制备支架的孔径、孔隙率、开孔率逐渐减小,而力学强度却逐渐增大。当浆料粘度为330Pa.s时,制备出的n-HA/PA66复合多孔支架综合性能最好,其孔径主要分布在200～500μm,平均孔径(324±67.1)μm,孔隙率为(75±1.6)%,开孔率为(59±2.5)%,抗压强度为(2.12±0.90)MPa,能够较好地满足骨组织工程支架材料对孔径、孔隙率和力学性能的要求。     

可降解生物活性氨基酸共聚物复合骨修复材料的研究

采用挤出发泡法制备了一种新型的羟基磷灰石/硫酸钙/氨基酸共聚物多孔复合骨修复材料,对复合材料的微观形貌和结构等进行了表征,并研究了其在模拟体液(SBF)中的体外降解性能.结果表明,多孔复合材料具有合适的孔径、孔隙率;复合材料的无机和有机相之间存在化学相互作用;复合材料具有良好的降解性,其降解速率随硫酸钙含量增加而加快;...     

发泡剂对聚乙烯醇/碱木质素发泡材料性能的影响

采用有机、无机、复合发泡剂制备了聚乙烯醇/碱木质素发泡材料(PAFM),优化发泡剂用量。结果表明,有机、无机、复合发泡剂的最佳用量分别是3.0%,3.0%和4.0%;在最优条件下,无机发泡材料具有较高的力学性能和吸水性能,但其表观密度较高,随着溶液pH值的升高,发泡材料的降解率降低;FT-IR显示有机、无机发泡材料发生苯环5位取代,且无机发泡材料的交联度较高;扫描电镜观察到发泡材料均具有明显的孔隙结构,但其孔隙结构不均匀,主要由于固化过程中水分挥发泡孔结构破裂导致;热分析:DSC显示无机发泡材料的生物相容性较好;TG显示,3种发泡材料的失重率最高峰对应的峰值温度依次增大,同时降解残留物依次较少,因而无机发泡材料的热稳定性较好,且降解性能好。因此,3种不同发泡剂制的发泡材料中,无机发泡材料性能最优。     

壳聚糖修饰纳米羟基磷灰石/聚酰胺复合多孔支架的制备及性能研究

利用相转移法制备了纳米羟基磷灰石/聚酰胺66(n-HA/PA66)复合多孔支架.用不同浓度(1%、3%、5%)的壳聚糖(CS)溶液对多孔支架进行了表面修饰.用扫描电镜(SEM)和材料力学试验机对多孔支架修饰前后的形貌和力学性能进行了表征.研究了经CS修饰的n-HA/PA66复合多孔支架在磷酸盐缓冲溶液(PBS)中的浸泡行为,并初步研究了其与MG63细胞的细胞相客性.结果显示,多孔支架具有较为理想的孔隙结构和贯通性,经CS修饰后,其力学强度有显著提高.体外浸泡结果显示,随着漫泡时间的增加,支架表面微结构变得粗糙和多孔化.细胞实验表明该支架有利于细胞在表面的粘附、铺展、生长和增殖.     

多孔n-HA/CS/PA66三元复合支架材料的制备及性能

采用常压共混复合法制备了纳米羟基磷灰石/壳聚糖/聚酰胺66(n-HA/CS/PA 66)三元复合材料,并以乙醇为溶剂,聚乙烯吡咯烷酮和氯化钠混合物为致孔剂的粒子沥滤法制备了n-HA/CS/PA 66三元复合多孔支架材料,用燃烧试验、IR、XRD、SEM、孔隙率及力学性能测试等手段对其进行了表征。结果表明,n-HA在复合材料中分布均匀且呈弱结晶状态,复合前后三组分的化学组成未发生显著变化,但三相间两两均发生了相互作用。在制备n-HA/CS/PA 66多孔材料时,加入少量的聚乙烯吡咯烷酮可使该多孔材料孔隙率更高,孔的贯通性更好。     

PLGA/HA骨支架材料的降解特性

采用有机泡沫法获得了HA多孔骨架.运用溶胶浇铸法将PLGA溶胶填充入多孔骨架中,制备出骨组织工程用PLGA/HA复合支架材料,并考察了其在模拟体液中的降解性能,通过SEM观察了其表面组织形貌.结果表明,随浆料中HA含量的增加,材料降解后质量损失增大,且随降解时间的延长,PLGA/HA骨支架材料表面粘附的磷灰石相增多,表明该复合材料具有良好的生物活性.     

In Vitro Characterizations of PLLA/β-TCP Porous Matrix Materials and RMSC-PLLA-β-TCP Composite Scaffolds

To develop a novel degradable poly (L-lactic acid)/β-tricalcium phosphate (PLLA/β-TCP) bioactive materials for bone tissueengineering, β-TCP powder was produced by a new wet process. Porous scaffolds were prepared by three steps, i.e. solventcasting, compression molding and leaching stage. Factors influencing the compressive strength and the degradation behaviorof the porous scaffold, e.g. weight fraction of pore forming agent-sodium chloride (NaCl), weight ratio of PLLA: β-TCP,the particle size of β-TCP and the porosity, were discussed in details. Rat marrow stromal cells (RMSC) were incorporatedinto the composite by tissue engineering approach. Biological and osteogenesis potential of the composite scaffold weredetermined with MTT assay, alkaline phosphatase (ALP) activity and bone osteocalcin (OCN) content evaluation. Resultsshow that PLLA/β-TCP bioactive porous scaffold has good mechanical and pore structure with adjustable compressive strengthneeded for surgery. RMSCs seeding on porous PLLA/     

羧甲基壳聚糖/纳米羟基磷灰石复合支架材料的制备及生物安全性

为了探讨羧甲基壳聚糖/纳米羟基磷灰石(CMCTS/n-HA)复合支架材料的制备及其生物安全性,采用化学沉淀法合成了纳米羟基磷灰石粉体（n-HA）; 以无水乙醇为沥滤剂,以16.7% (质量分数)的柠檬酸水溶液作粘接剂, 通过粒子沥滤法制备CMCTS/n-HA多孔复合材料。对其孔隙率及抗压强度进行测试,并将其植入大白兔骨缺损处观察组织学变化并进行肝肾功能检测。CMCTS/n-HA复合多孔材料的孔隙率接近75％,孔隙尺寸分布约从几微米到600 μm,并且孔隙之间相互贯通,其抗压强度可达21 MPa以上,植入大白兔骨缺损处未见引起骨组织明显的炎症反应及骨坏死, 肝肾功能检测未发现有肝肾毒性。CMCTS/n-HA可以满足骨组织工程支架的基本要求。      

纳米羟基磷灰石/聚己内酯复合生物活性多孔支架研究

采用水热法制备了纳米羟基磷灰石（n-HA）及其与聚己内酯（PCL）的复合材料. 用熔融浇铸/食盐微粒浸出法制备了孔径在200～400μｍ、大孔互相贯通的复合材料支架. 通过细胞培养和体内动物实验研究了该支架的生物学性能. 结果表明,复合支架的孔隙率随致孔剂用量的增加而增加,而抗压强度随之而减小;支架的最大孔隙率可达86%,相应的抗压强度为2.4MPa. 成骨细胞在支架上的细胞粘附率和增殖随磷灰石含量增加而提高,复合材料明显高于单纯的PCL支架. 组织学观察显示,新生骨长入多孔支架和复合材料形成了直接的骨性结合. n-HA/PCL复合材料支架有很好的生物相容性和生物活性.     

Preparation and characterization of nano-hydroxyapatite/polymer composite scaffolds

Polycaprolactone/chitosan (PCL/CS) porous composite scaffolds were prepared by solution phase separation method, and the scaffolds were further enhanced by filling with nano-hydroxyapatite/polyvinyl alcohol (n-HA/PVA) composite slurry to prepare n-HA-PVA/PCL-CS composite porous scaffolds through slurry centrifugal filling technique. The morphology, microstructure, component, porosity and mechanical property of the scaffolds were characterized using scanning electron microscope, X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscope, elemental analyzer and material test machine. The results show that PCL/CS scaffolds have mutual transfixion porous structure just like honeycombs. The porosity of the scaffolds can achieve 60-80%. As the content of CS increases, the porosity increases while the compressive strength decreases. After filled with HA/PVA composite slurry, the porosity of n-HA/PCL-CS composite scaffolds decreases, but still greater than 60%, while the compression modulus can increase to 25.7 MPa.     

复合明胶涂层对钙磷陶瓷多孔支架的增强作用

采用有机泡沫浸渍工艺制备了高孔隙率的钙磷多孔陶瓷支架, 将多孔陶瓷样品浸于明胶溶液中渗涂得到陶瓷/明胶复合支架; 采用复合明胶涂层的方法对钙磷多孔陶瓷支架进行增强处理, 在不破坏多孔支架孔隙特征的情况下, 成功地在样品的孔壁上复合了明胶涂层。复合明胶涂层提高了样品的压缩强度和压缩模量, 与未涂覆样品相比, 涂敷样品受压时的应变特性发生了明显变化。尤其是渗涂5%明胶溶液的多孔样品, 在保持高孔隙率(82.8%)的条件下其压缩强度和压缩模量分别由原来的1.04MPa 和 0.105GPa增加到5.17MPa和0.325GPa。研究结果表明, 孔壁上复合明胶涂层可以有效地增强多孔陶瓷支架。      

Preparation of poly(3-hydroxybutyrate)/nano-hydroxyapatite composite scaffolds for bone tissue engineering

Poly(3-hydroxybutyrate)/nano-hydroxyapatite (PHB/nHA) composite scaffolds were fabricated via powder mixing, compression moulding, and particle leaching technique. The scaffolds had high porosity with interconnected porous architecture, a favorable structure for cell attachment and new bone tissue ingrowth. A homogeneous dispersion and a uniform distribution of HA nanoparticles in the polymer matrix were obtained. The scaffolds exhibited improved compressive modulus and compressive strength, which were all in the range of compressive modulus and compressive strength of cancellous bone. In addition, the use of toxic organic solvents was eliminated. Thus, the fabricated PHB/nHA composite scaffolds tend to be promising for application in bone tissue engineering.     

骨组织工程用纳米羟基磷灰石/ 壳聚糖多孔支架材料的制备及性能表征

以16.7%(质量分数)的柠檬酸水溶液作溶剂,通过粒子沥滤法制备了 n HA/CS多孔材料,并对其进行了IR、XRD、SEM、孔隙率及力学性能测试。结果表明n HA/CS复合材料中羟基磷灰石呈弱结晶状态,复合前后两组分的化学组成未发生显著变化,但两相间发生了相互作用。多孔材料呈高度多孔结构,孔壁上富含微孔,孔间贯通性高;复合材料/致孔剂质量比为1时,多孔材料的孔隙率为 53%,其抗压强度可达17 MPa左右,可以满足组织工程支架材料的要求。