RGD修饰钛表面对人牙龈成纤维细胞初期黏附和铺展的影响

用羰基二咪唑(1,1'-carbonyldiimidazole,CDI)将含RGD的短肽共价连接到纯钛表面,研究接枝后的钛表面对原代培养的人牙龈成纤维细胞(human gingival fibroblasts,HGF)初期黏附和铺展的影响.结果表明,RGD修饰的纯钛表面粘附的细胞数比未修饰钛表面多,细胞铺展面积比钛表面的大,应力纤维的形成比钛表面早.RGD接枝钛表面更有利于人牙龈成纤维细胞的粘附,改善了纯钛的生物相容性.     

钛合金表面规则微形态对兔腱膜成纤维细胞生物学行为的影响

观察Ti-Nb-Zr-Sn系钛合金两种表面形态对兔腱膜成纤维细胞生物学行为的影响.评价其生物相容性.采用组织块法培养原代兔跟腱腱膜成纤维细胞并传代后,接种至光滑表面和规则微纹理表面两组钛合金薄片上,通过MTT比色法、扫描电镜等技术,观察细胞在不同微形态钛合金表面的增殖和贴附状况.兔腱膜成纤维细胞在两种形态钛材料表面上的细胞增殖速率不同,其增殖速率的吸光度峰值在光滑组为0.228,微纹理组为0.316.有明显统计学差异(P<0.01).扫描电镜下观察,光滑组成纤维细胞扁平,伪足少,贴附无定向性;规则微纹理组的细胞胞体饱满、伪足数量较多且相互连接,沿材料表面纹理贴附,其长轴与纹理方向一致.Ti-Nb-Zr-Sn系钛合金的规则微纹理表面处理有利于动物成纤维细胞的附着,其生物相容性优于光滑表面.     

镁合金表面的仿生修饰及抑菌性能

用2,3环氧丙基三甲基氯化铵对壳聚糖进行改性,合成了两种不同取代度(DS:29%,48%)的壳聚糖季铵盐,通过FTIR、HNMR表征以证实其分子结构。用仿生共沉积法,在模拟体液中添加两种不同取代度的壳聚糖季铵盐,在镁合金AZ91表面修饰了一层薄的仿生涂层。SEM和XRD对涂层分析表明:经仿生修饰后的镁合金表面为含有钙磷盐/壳聚糖季铵盐的复合涂层,涂层晶体构型不同。抑菌实验结果表明:与含有钙磷盐/壳聚糖的复合涂层样品相比,含有钙磷盐/壳聚糖季铵盐的复合涂层对金黄色葡萄球菌具有明显的抑菌作用;比浊法测定显示:对金黄色葡萄球菌作用6 h,四种含有不同量的壳聚糖季铵盐样品均具有较好的抑菌效果,抑菌率为90%以上;作用24 h的结果表明,模拟体液中添加较低浓度的壳聚糖季铵盐制备的样品抑菌效果较好,抑菌率为98%。     

医用不锈钢的细胞膜仿生表面修饰

利用2-（甲基丙烯酰氧基）乙基-2-（三甲基氨基）乙基磷酸酯（MPC）与316L不锈钢表面上γ-氨基丙基三乙氧基硅烷（KH550）的Michael加成反应,将MPC化学接枝到不锈钢的表面．修饰表面的XPS结果证实了MPC的成功接枝,表明在不锈钢表面构建了仿细胞膜表面．体外血小板粘附实验显示,修饰表面具有明显阻抗血小板的粘附、聚集和激活性能,并具有良好的血液相容性．     

Silk RGD融合蛋白修饰羟基磷灰石/丝素蛋白支架对成骨细胞生长的影响

通过浸渍吸附的方法, 用桑蚕丝素-RGD融合蛋白(简称Silk-RGD)对多孔状磷灰石/丝素蛋白(HA/SF)复合支架材料进行表面修饰, 研究了复合支架材料在不同浓度Silk-RGD蛋白溶液中浸渍后对两种不同成骨细胞MG-63和MC3T3-E1黏附、增殖和分化的影响。结果表明, Silk-RGD融合蛋白修饰的复合支架材料的细胞黏附性能显著高于未经修饰的对照组, 且其促黏附性能具有Silk-RGD浓度依赖性; 体外培养7天时, 细胞增殖能力较对照组更显著,当Silk-RGD的吸附量为11 μg/mg时, MG-63的增殖率较对照样提高了21%, MC3T3-E1提高了50%; 而碱性磷酸酶活性检测结果显示, 复合支架经Silk-RGD表面修饰后对MC3T3-E1细胞的分化有一定的促进作用, 但对MG-63细胞的影响不明显。      

结构缺陷对电子束诱发纯铝表面熔坑的影响

用Nadezhda-2强流脉冲电子束轰击不同预变形量的纯铝表面,对铝表面的结构缺陷和轰击后产生的表面熔坑进行了系统的表征,研究了表面熔坑与结构缺陷之间的关系.结果表明,结构缺陷对表面熔坑的形成有重要的影响,熔坑的数量随着结构缺陷数量的增加而增加,并且有沿晶界和高位错密度区择优形成的趋向,结构缺陷是表面熔坑形成的萌芽.另外,强流脉冲电子束还能在晶界和滑移带上诱发出大量由于空位聚集而产生的孔洞.     

TA2纯钛微弧氧化陶瓷膜层的颜色和性能

在添加乙酸铜、乙酸镁的磷酸-氟锆酸钾电解液中对纯钛TA2基体进行微弧氧化处理,制备出颜色均匀的浅棕色陶瓷膜层。通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微分析(SEM)及附带的能谱(EDS),研究了陶瓷膜的表面和截面形貌、元素分布、相组成;用分光光度计测量了膜层的颜色,根据热震试验和三点弯曲法评价了膜层与基体的结合强度。结果表明:随着微弧氧化时间的延长,膜层中铜镁元素的含量增加,膜层的颜色随之发生变化,膜层与基体的结合强度降低。热震实验结果表明,膜层与基体有较高的结合强度。     

表面态对纳米晶BaTiO3介电性能的影响

采用硬脂酸凝胶法制备了粒度均匀的纳米晶BaTiO3，用X射线衍射分析、红外光谱分析、透射电子显微镜对产物进行了表征，研究了表面态与介电性能。结果表明，BaTiO3纳米材料表面的不完整性主要是氧空位造成的，暴露在粒子表面的是一些金属离子，随着晶粒尺寸的减小，氧空位缺陷的浓度增加，极化增强，纳米材料的这种表面状态对其介电性能有重要影响，使其静态介电常数远比常规材料的大。     

沉积时间对聚醚醚酮表面类金刚石薄膜的结构和性能的影响

采用直流磁控溅射技术在聚醚醚酮(PEEK)表面制备不同厚度的类金刚石(DLC)薄膜,研究了沉积时间对其表/界面结构、组分、疏水、力学和光透过性能的影响。结果表明,在平均沉积速率为5.71 nm/min的条件下,随着沉积时间的延长DLC薄膜的厚度线性增大、碳原子的致密性提高、界面互锁结构增强,而界面结合强度逐渐降低。沉积时间≤15 min时,基体结构的影响使拟合计算出的I_D/I_G值为0.23~0.25和sp²/sp³比值较小(0.58~0.74);沉积时间>15 min时基体的影响较小,I_D/I_G值突增大至0.81,sp²/sp³值也比较大(0.96~1.12)。沉积时间的延长使PEEK基体的温度逐渐升高,使膜内的sp²/sp³值逐渐增大。薄膜表面的氧含量先降低然后趋于平缓,部分C=O转化为C-O。随着沉积时间的延长,PEEK/DLC复合薄膜的硬度、弹性模量及防紫外线和阻隔红外线性能都逐渐提高,其表面粗糙度和疏水性的变化趋势是先提高后降低。沉积时间为32 min的薄膜,其表面粗糙度和水接触角达到最大值,分别为495 nm和108.29°。     

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。     

钛金属薄膜上两种短链自组装分子膜的制备与摩擦特性

采用自组装技术在钛金属薄膜上制备了两种分子链长相同、官能团不同的自组装分子膜,并对其进行了不同时间的紫外照射,对钛金属薄膜和自组装分子膜进行了表征和摩擦特性测试,研究了紫外照射、官能团、滑动速度和载荷对自组装分子膜摩擦特性的影响,结果表明:通过紫外照射钛金属薄膜表面羟基化、自组装分子水解及自组装分子缩合可在钛金属薄膜上制备结构致密的自组装分子膜,制备的两种短链自组装分子膜可降低钛金属薄膜的摩擦特性,APS自组装分子膜的摩擦特性优于MPS自组装分子膜的摩擦特性,紫外照射5 min的自组装分子膜表面吸附的有机杂质被蒸发掉,对针尖的黏着力减小,从而导致针尖的变形减小,摩擦力最低,而紫外照射15 min的自组装分子膜致密的网状结构被破坏,减弱了自组装分子膜的润滑效应,两种自组装分子膜的摩擦力随着滑动速度的增加略呈上升趋势,随着载荷的增加略呈下降趋势,但是变化不大.     

磁/电场约束下钛合金表面羟基磷灰石/TiO_2复合生物涂层的制备

用恒电位阳极氧化法分别以硫酸和磷酸为电解液,在钛合金基体上制备出具有不同孔径大小和不同晶型的TiO2涂层. 外加磁场条件下,在TiO2涂层上电沉积形成纳米羟基磷灰石涂层.当垂直电场方向施加1T磁场时,在洛伦兹力影响下生长成羟基磷灰石生长成长度大约为200nm,直径大约为50nm的棒状晶粒;在磁场平行于电场的条件下,生成直径为50-70nm的粒状晶粒.纳米羟基磷灰石与多孔TiO2涂层之间几何形貌的匹配程度,影响复合涂层与钛合金基体的结合强度.当TiO2涂层的孔径大约为100 nm时,棒状羟基磷灰石晶粒与钛合金基体间的锁合更牢固,结合力更强.     

氧气DBD等离子体处理PBO纤维表面及其对双马树脂基复合材料界面性能的影响

采用氧气介质阻挡放电(DBD)等离子体处理PBO纤维表面,用以改善PBO纤维与双马来酰亚胺(BMI)树脂之间的界面粘结性能。结果表明,用氧气等离子体处理PBO纤维能大幅度提高PBO/BMI复合材料的层间剪切强度(ILSS)值,最佳处理条件为功率30 W/m³、时间24 s,ILSS值从43.9 MPa提高到62.0 MPa。经过氧气DBD等离子体处理的PBO纤维其表面的氧含量明显提高,氮含量变化不大,甚至在过度处理时降低;官能团-O-C=O基团的含量从0提高到3.16%,-C-O-的含量也明显提高;在氧气DBD等离子体处理后的PBO纤维表面产生大量凹凸不平和沟壑,使纤维表面的粗糙度提高。而表面氧含量的提高和表面形貌与粗糙度的变化,是PBO/BMI复合材料ILSS值提高的重要原因。单丝拉伸实验结果表明,适当的DBD等离子体处理不会对PBO纤维表面产生不良影响,不影响其在复合材料中的作用。     

官能团对自组装分子膜摩擦特性的影响

在原子力显微镜上,对分子链长相同、官能团不同的两种自组装分子膜的摩擦特性进行了研究,分析了载荷和滑动速度对自组装分子膜摩擦特性的影响.结果表明:自组装分子末端官能团的化学活性越强,形成的自组装分子膜的团簇特征越显著;对于两种短链自组装分子,摩擦力随着载荷的增大而增大,而滑动速度的影响在自组装分子末端官能团化学活性较大时才表现出来.形成结构稳定的自组装分子膜后,摩擦力比成膜初期的自组装分子膜显著降低,具有减摩效应.具有较强化学活性官能团的自组装分子膜,当载荷增加到一定值以后,会失去减摩效应,其化学活性越强,摩擦力越大.     

Dextran‐based coating system for the immobilization of cell adhesion promoting molecules on titanium surfaces

Immobilization of adhesive peptides interacting with cellular integrin receptors onto metallic implant surfaces represents a promising approach to improve osseointegration of implants into the surrounding tissue. In the present study, a functional dextran‐based coating system consisting of an amino titanate adhesion promoter with dendritic structure and a carboxymethyl dextran was established to bind an RGD‐containing adhesive peptide via a selective coupling methodology onto titanium surfaces. The three‐step reaction procedure was characterized by X‐ray photoelectron spectroscopy. In cell adhesion experiments it could be demonstrated that dextran coatings containing immobilized RGD promote attachment and spreading of fibroblast and pre‐osteoblastic cells compared to native as well as CMD‐coated titanium surfaces without RGD. The direct attachment of the RGD sequence to the metal surface via the amino titanate adhesion promoter did not increase pre‐osteoblastic cell spreading, whereas coupling of RGD to the polymeric carboxy­methyl dextran layer slightly enhanced spreading of the cells.     

超疏水表面抗结冰性能研究进展

阐述了近期国内外对超疏水表面抗结冰的研究进展,以期弄清这种特殊浸润性表面的抗结冰性能。发现必须根据超疏水表面的微结构类型判断其能否抗结冰,而不能只依据接触角进行笼统的判断。有些超疏水表面,其抗结冰能力随着结冰-融冰循环次数的增加而下降。在低温高湿条件下,很多超疏水表面的抗结冰能力会因水蒸气在表面微纳结构的间隙内冷凝而恶化.因此,设计机械强度高的超疏水表面(耐结冰融冰循环)、或能使冷凝水滴在其上自迁移的新型超疏水表面、或者简单地在固体表面沉积一层光滑牢固的疏冰涂层,或许是制备持久抗结冰表面的现实、可靠选择。     

Ti(C,N)/Ni扩散焊接界面的组织和性能

以铜和铌作为中间夹层,真空扩散焊接Ti(C,N)/Ni,研究温度和时间等主要工艺参数对Ti(C,N)/Ni界面微观组织和性能的影响.结果表明,当扩散焊接的温度低于1273 K时,界面的夹层材料基本保持不变,界面的微观组织为Cu/Nb层状物,铜在镍中有少量扩散;而当扩散焊接的温度为1523K时,界面微观组织在初期为Ni8Nb的金属问化合物 离散析出的CuNi固溶体,到后期变为靠近Ti(C,N)侧为(Ti,Nb)(C,N) NbT(Ni,Ti,Cu)6 NbNia层,靠近Ni侧为NiCu NbNis层.这表明,液态Cu为过渡液相,通过Ni的溶解而形成CuNi过渡液相,加速了Nb在CuNi过渡液相中的溶解.由此产生的NiNbCu过渡液相能浸润Ti(C,N),并在界面处形成少量的(Ti,Nb)(C,N)固溶体合金,从而提高了界面的结合性能,界面剪切强度可达到140 MPa.     

喷涂工艺参数对HA涂层结构和结晶度的影响

用微束等离子喷涂在TiAl6V4基体上制备羟基磷灰石涂层,研究了喷涂电流、喷涂距离和气流量等参数对其显微结构和结晶度的影响.结果表明,通过调整喷涂工艺参数可获得三类不同结构的涂层.第一类结构含有大量未融化HA颗粒,第二类结构呈典型层状且具有强织构,第三类结构层状结构不明显.前两种结构的结晶度较高,第三类结构的结晶度较低.由二和三类结构复合而成的梯度涂层,能够适应植入体涂层快速形成类骨磷灰石和保持稳定性的双重要求.