硬组织修复材料的骨再生机理研究

传统硬组织修复材料由于在组成及结构上与人体骨组织存在较大差异,植入体内后的骨组织修复过程基本上是一种被动的"充填"过程,且材料的降解速度与新骨形成速度不匹配,难以达到真正的"生物性融合",严重制约了该类材料在骨科临床的推广应用。因此,设计与制备具有"主动修复功能"和"可调控生物响应特性"的第3代新型硬组织修复材料已成为当前骨科临床的新需求和未来的发展方向。介绍了硬组织修复材料的骨再生机理研究方法,综述了硬组织修复材料与宿主防御和骨再生及宿主微环境对材料与宿主细胞相互作用的研究现状。指出硬组织修复材料植入体内后所发生的序列事件可能通过表观遗传修饰使得基因表达受材料本身和宿主微环境等因素的调控,提出新型硬组织修复材料研究中存在的问题和发展趋势。     

锶锌共掺杂磷酸八钙微球制备及其骨修复性能

本文研究了锶、锌共掺杂磷酸八钙多孔微球(Sr/Zn-OCP)的制备及其体内成骨生物学效应。实验运用湿化学合成工艺制备了粒径为105μm、280μm和500μm三种单分散微球颗粒材料,然后再考察微球材料对大白兔股骨缺血性坏死骨缺损的再生修复效应以及微球颗粒度对缺损修复效率的影响规律,运用理化表征与组织学分析考察了微球的微结构和骨组织修复特性。结果显示,利用低浓度聚丙烯酸可以诱导多层化尺度均一的Sr/Zn-OCP多孔微球颗粒形成,并且通过改变反应溶液的搅拌速率可以改变微球的尺度大小;同时,三种粒度微球堆积体均可见骨缺损内新骨再生,但是粒度最大的500μm微球修复骨缺损效率最高,在微球植入术后10、16周时新骨再生率达到37%和62%。以上研究结果表明多孔性Sr/Zn-OCP微球具有优良的生物活性效应,在解决病理性骨缺损再生修复方面具有良好应用价值。     

四川大学生物活性人工骨材料研制取得重要突破

羟基磷灰石生物活性人工骨是一种新型骨和牙的修复和替换材料,属高技术陶瓷材料领域,20世纪70年代初在国际上开始得到重视,80年代中后期研究工作进入高潮,一些制品正式投入临床使用。这类材料无毒、无刺激、不致癌,而且植入体内后可与原骨结合成一体,形成牢固的骨性结合,在强力作用下,不在“界面”上与骨分离,即使偶然破裂,也能在体内自行愈合。因此,被称为生物活性材料。四川大学材料科学技术研究所张兴栋教授及其研究组与华西医科大学等单位合作,1987年分别得到科学基金和四川省科委的资助,进行了致密型羟基磷灰石生物陶瓷的研究,其成果获…     

BMP/α-磷酸三钙生物活性骨水泥的BMP释放动力学及成骨性能研究

以骨组织工程学的方法制备了一种新型BMP/α-TCP复合骨水泥材料.通过体外蛋白质释放实验、强度实验及X射线衍射分析,考察了BMP在复合材料中的释放规律;通过组织学分析和X射线检查,研究了新型复合骨水泥材料对兔颅骨缺损的修复实验.结果表明:在模拟体内环境中,BMP自BMP/α-TCP复合材料中的释放规律符合Higuchi方程,BMP以扩散方式释放,BMF和α-TCP骨水泥复合后固化时间不受影响,BMP释放后材料强度随浸泡时间延长而增高,BMP释放4周后强度达到纯α-TCP骨水泥固化强度,X射线衍射分析表明材料向羟基磷灰石转化.骨缺损修复实验表明:新型骨水泥成骨能力强,能在短期内完全修复兔颅骨缺损.     

硅替代纳米羟基磷灰石的研究进展

硅元素掺杂羟基磷灰石可有效提高移植骨组织生物活性和生物相容性,在骨修复材料领域有着广泛的研究。概述了硅元素在骨修复材料中的作用,硅替代纳米羟基磷灰石粉体的制备、表征方法、替代机理及硅替代羟基磷灰石生物陶瓷在体内、体外实验中的最新研究成果,同时综述了硅替代羟基磷灰石目前存在的一些问题和其在骨修复材料方面的发展前景。     

热作模具的堆焊修复技术

简述了各种热作模具的工程背景和应用现状,介绍了堆焊工艺在热作模具修复中的作用,以及堆焊材料的分类特点及应用范围。详细阐明了热作模具的堆焊修复工艺过程,以汽车前轴辊锻模的堆焊修复为例,对整个堆焊修复过程进行了说明。     

胶原作为骨修复材料的研究进展

胶原作为生物材料具有其独特的功能,已越来越多地应用于临床,特别是在骨修复中的应用越来越引起人们的重视。概要地介绍了胶原促进骨形成的机制,并对胶原用作引导再生材料、骨组织工程的基质材料、骨生长因子的载体材料和羟基磷灰石颗粒的粘结材料等的应用原理和现状作了系统介绍,指出了胶原作为骨修复材料的广泛应用前景。     

各型飞机面漆漆膜修复材料的研究与应用

为了解决飞机整机喷漆后,进行地面维护和飞机调试试飞过程中出现划伤、掉漆等故障补漆时出现的色泽不均匀、虚烟多、表面粗糙等现象,采用新型的漆膜修复材料——接口水,经过相关实验与应用,得出使用接口水能够避免漆膜修复过程中出现的故障。     

聚合物基骨修复材料的研究进展

指出了聚合物基骨修复材料存在的问题,介绍了近几年来国内外的专家们所做的针对该材料缺点方面的改性工作.主要分为聚合物与有机和无机物的杂化,复合,聚合物与生物活性因子的复合,以及聚合过程或方式的优化.最后指出了骨修复材料的发展方向.     

电化学修复对钢筋混凝土结构服役性能的作用效应

钢筋混凝土结构受外界有害离子侵蚀会出现耐久性失效,电化学修复技术可以有效地提升钢筋混凝土结构耐久性能,延长结构使用寿命。然而,电化学修复方法会引起钢筋混凝土结构中钢筋氢脆、混凝土孔隙率改变、碱集料反应等现象,导致钢筋混凝土结构的材料性能和力学性能发生变化,从而影响结构的服役性能。该文在综述电化学修复技术研究和应用的基础上,分析了电化学修复过程对钢筋混凝土结构材料层面和构件层面的作用与影响,并对电化学修复技术在混凝土结构耐久性提升中的研究和应用进行了展望。     

苏州纳米所在三维碳材料神经支架方面取得进展

<正>中科院纳米-生物界面重点实验室程国胜团队一直以来致力于开发基于碳材料的三维生物支架,模拟体内微环境的复杂性,构建神经干细胞和原代神经元的生长微环境。该团队率先提出了三维石墨烯泡沫神经支架,经过多年努力,对三维石墨烯如何调控神经干细胞增殖、分化、迁移、粘附,进行了深入研究,取得了较系统性研究成果。三维石墨烯生物学特性与其结构和尺寸紧密联系,通过控制三维石墨烯的结构和尺寸,能够有效的调控其性质,以     

聚合物基骨修复材料的研究进展

指出了聚合物基骨修复材料存在的问题，介绍了近几年来国内外的专家们所做的针对该材料缺点方面的改性工作。主要分为聚合物与有机和无机物的杂化，复合，聚合物与生物活性因子的复合，以及聚合过程或方式的优化。最后指出了骨修复材料的发展方向。     

多孔钽植入物在骨缺损中的应用进展EI北大核心CSCD

多孔金属钽具有良好的生物相容性与骨传导能力,相比于传统的金属植入物材料有较低的弹性模量与高的摩擦因数,可以避免发生应力遮挡效应且具有与人类松质骨类似的多孔结构。多孔钽的力学性能优势与优秀的生物学性能,在骨修复材料领域受到越来越多的关注,且已研发并应用于多种部位的骨缺损修复中。随着多孔钽材料制备方法的更新与多种改性方法的提出,多孔钽进一步展示了在临床应用中的广阔前景。本文从多孔钽材料的制备工艺、细胞毒性、与骨结合特性以及目前在临床的应用情况等方面,介绍多孔钽植入物在骨缺损中的应用进展,并提出了多孔钽在表面改性建立复合体系、优化制备工艺及个性化制备技术的发展方向,为多孔钽植入物在治疗骨缺损的临床应用提供参考。     

人工复合骨修复材料

述了骨修复机理和人工复合骨修复材料的研究和发展状况，着重讨论了人工复合骨修复材料的设计方向和应用前景。     

高分子材料在临床医学中的应用探索——评《生物医用仿生高分子材料》

近年来,高分子材料由于其分子结构和质量的特殊性在许多工业生产领域得到广泛应用,成为制造业推陈出新、更新产品结构的重要技术突破口.实际上,高分子是生命存在的一种形式,任何生命体都可以看作是高分子的集合.高分子的存在属性和所具备的功能特性让其可以承担起更大的使命,例如在生命医学领域的应用.许多的传统医用材料因为和人体细胞组织以及器官的不兼容性,在移植、植入或者起修复辅助作用时效果并不是很理想,一些金属类的医用材料由于容易受外部环境的影响,容易对患者肌体产生排斥效应,或者是由于放置环境不理想,使用寿命极其有限.然而,生物仿生高分子材料的出现则破解了这一难题,因为材料本身和人体具有较好的兼容性,在设计制造之初就考虑了将其作为医用材料的可能性,对人体环境具有较强的适应性,能够快速被人体器官接纳,因此在一些损伤性慢性病的治疗中表现出不错的效果,如心脏病、骨损伤修复、风湿病等.加之高分子材料经过仿生学设计,各方面性能都更契合人体生物化学物质的吸收和代谢规律,大大提高了类似风湿病这样的慢性病以及组织损伤类疾病的治愈率,提升了病人康复的效率.     

基于混凝土植入式模块与数据融合的裂缝修复监测技术EI北大核心CSCD

大量混凝土结构的老化受损使裂缝修复变得十分频繁,尤其是对于一些工程周期较短的加固抢修工程,实时监测修复过程的变化对跟踪确认结构功能恢复具有重要意义。提出一种能实时监测裂缝修复过程的技术,包括基于新型混凝土植入式模块获取监测数据和基于闵可夫斯基距离(下称闵氏距离)数据融合方法评估修复过程。所设计的模块能植入结构体内,依靠嵌入的压电传感阵列,多路径激发并接收探测应力波,将不同修复时间下模块获取的结构信息用于闵氏距离融合,综合表征裂缝修复过程。通过有限元研究揭示探测应力波在裂缝修复界面的传播特性,提出相对能量闵氏距离和相关系数闵氏距离两个数据融合方法评估裂缝修复过程,并用三维数值模型验证了其表征修复材料水化过程的可行性。最后设计了混凝土裂缝修复试验。将提出的植入式模块和两个基于闵氏距离的数据融合方法用于裂缝修复过程监测,验证了该技术的可行性并探讨了对裂缝修复监测的评估方法。     

多巴胺对骨修复材料表面改性的研究进展

随着骨缺损病患的日益增多,对骨修复材料的要求越来越高,寻求有效的方法使骨修复材料实现功能化,以改善材料与骨组织之间的相互作用及促进骨组织快速修复成了关键所在。海洋生物贻贝分泌的粘附蛋白在水环境中展现出超强粘附性能,能牢固附着于各种材料表面。受粘附蛋白启发,研究发现多巴胺(Dopamine,DA)具有与贻贝粘附蛋白类似的结构和性能,其具有超强粘附性、化学反应活性以及生物相容性;特别是其对骨细胞有优异的粘附、增殖效果,有望用于骨修复材料的表面改性。着重介绍了DA的主要性能以及其在骨修复材料表面改性方面的研究进展。     

可降解镁合金材料的研究新进展

可降解镁合金材料因力学性能佳、生物相容性好以及可降解吸收等特点在植入材料领域成为研究热点。综述了可降解镁合金材料作为心血管支架、骨固定材料和多孔修复材料等的最新研究进展,阐述了其在体内的降解机理以及通过高纯镁合金开发、合金化、表面处理和快速凝固工艺等方法提高镁合金材料耐体液腐蚀性能,指出了目前可降解镁合金材料研究需要解决的问题和未来研究方向,并展望了其今后的临床应用前景。     

仿生功能化骨修复材料研究

由肿瘤、炎症及各类创伤而导致的骨组织坏死、病变、缺失及骨折是临床多发病症,自体骨移植虽然是临床治疗的“金标准”,但由于供体受限而很难满足需求。通过对天然骨本身的成分、结构特性及矿化过程的模仿,应用先进材料制备技术,特别是纳米技术,对材料的组成、结构进行设计与凋控,获得仿生型骨修复材料或者对传统材料进行仿生功能化修饰,以满足临床对痫损或缺失的骨组织进行有效修复和功能重建具有重要意义。阐述了仿生功能化骨修复材料的相关研究,主要包括类骨钙磷纳米矿物的合成,有机分子摸板对纳米矿物尺寸和形貌的调控,以及仿生多孔结构支架的构建等。     

低碱性材料负载微生物芽孢修复水泥基材料后期裂缝

选用低碱性的硫铝酸盐水泥(SAC)作为载体来负载微生物芽孢,对比研究浸泡在水泥基材料模拟孔隙中不同时间后,SAC负载保护和无负载的微生物芽孢的复活能力。同时研究了开裂龄期为90 d时SAC负载微生物对砂浆试件后期裂缝的自修复效果,并对其自修复机理进行了详细的探讨。研究结果表明：在水泥基模拟孔隙溶液中,与未负载的芽孢相比,SAC负载芽孢具有更好的保护效果,在水泥基材料模拟孔隙溶液浸泡90 d后,芽孢仍具有良好的活性。对于0.3～0.4 mm的砂浆裂缝,经28 d的修复养护后,面积修复率高达100%,渗水系数下降两个数量级,裂缝平均修复深度为2 246.9μm。水泥基材料裂缝的自修复过程主要是通过微生物矿化作用来实现的。