硬组织修复纳米复合支架

通过复合→成型→致孔一体技术制备n-HA/PA66硬组织修复支架,采用SEM、XRD、IR和燃烧实验等测试手段对产物进行表征.结果表明:1)n-HA粒子以纳米尺度均匀分布在复合支架材料中;2)复合材料的两相界面为氢键键合和配位键合;3)支架的孔隙相互贯通,不仅有平均孔径约450μm的大孔,大孔壁上还富含0.5～50μm的微孔.动物实验证实,该纳米复合支架具有高的生物活性和好的组织相容性,能与硬组织形成骨性结合,其孔隙范围有利于骨组织、血管和骨细胞的长入,可作为硬组织修复的良好载体.     

ChS/CSA/nHAP原位复合支架的研制及细胞学研究

制备一种新型的ChS/CSA/nHAP原位复合纳米骨修复支架,并对其进行细胞学研究。利用原位复合及冷冻干燥技术制备ChS/CSA/nHAP原位复合支架;采用乳鼠成骨细胞建立支架的体外评价模型,MTT法细胞增殖测定、细胞蛋白含量和碱性磷酸酶活性测定探究支架的细胞相容性及对成骨细胞功能的影响。结果表明:低结晶度的碳酸化nHAP均匀地分布在ChS/CSA有机基质中,支架具有类骨的微孔结构,可促进成骨细胞增殖、分化。因此ChS/CSA/nHAP原位复合支架具有良好的细胞相容性,有望成为一种新型骨组织修复材料。     

多糖基纳米复合支架的仿生构建及性能研究

以多糖(ChS/CSA/HYA)为有机模板,可溶性钙/磷酸盐为nHAP前驱体,采用仿生合成和冷冻干燥技术构建纳米(nHAP)-微米(微米级孔径)-宏观(支架)多级结构的ChS/CSA/HYA/nHAP纳米复合支架,并探究其性能。结果表明:支架具有相互连通的多孔结构,孔径大小为45~156μm,孔隙率为(93.78±1.56)%;原位形成的弱结晶nHAP赋予支架良好的矿化活性;支架的抗压强度为(0.126±0.073)MPa,弹性模量为(0.682±0.045)MPa,可基本满足非负重部位骨缺损修复要求。MTT检测结果显示支架对细胞增殖基本无抑制作用,相对安全无毒。     

磷酸钙/Ⅰ型胶原复合涂层种植体在体内的成骨效应

将磷酸钙/Ⅰ型胶原复合涂层(分多孔型和致密型)的种植体,单纯磷酸钙涂层以及纯钛种植体植入兔股骨远心末端,比较与磷酸钙/Ⅰ型胶原复合涂层的近期体内成骨效应。结果表明,生物力学检测显示磷酸钙/Ⅰ型胶原复合涂层比纯钛和单纯磷酸钙涂层的种植体表现出更高的骨结合力,尤其是多孔型。组织学染色显示与同期的对照组比,复合涂层组表现出较多的新生骨,活跃的成骨细胞,少见纤维结缔组织。说明磷酸钙/Ⅰ型胶原复合仿生涂层具有良好的应用前景。     

氟离子注入纯Ti表面改性对成骨细胞Ⅰ型胶原形成和表达的影响

应用等离子体浸没离子注入装置对纯Ti表面进行氟离子注入,通过SEM和XPS分析研究材料的表面形貌和化学组成．将MG-63成骨细胞接种于氟离子注入前、后的Ti样品表面,采用激光共聚焦显微镜观察材料表面对成骨样细胞MG-63Ⅰ型胶原形成的影响;逆转录聚合酶链反应检测Ⅰ型胶原mRNA的表达;蛋白印迹法检测Ⅰ型胶原蛋白的表达．结果表明,氟离子注入后Ti样品表面新出现TiF3;且MG-63细胞在其表面分别培养6,24和48h后,Ⅰ型胶原的形成和表达均明显高于纯Ti表面．含氟表面改性层可提高Ti材料的生物相容性．     

胶原基纳米骨复合rhBMP-2及钛膜修复即刻钛种植体周围骨缺损

观察胶原基纳米骨(nHAC)复合rhBMP-2及钛膜修复犬下颌骨拔牙创即刻钛种植体周围骨缺损的效果.其实验结果表明:①单纯nHAC组:术后6周已有新生骨小梁形成,术后12周修复骨缺损,钛种植体边缘可见较多新骨形成;②联合钛膜组:术后6周即见新生骨小梁沿钛膜生长,至术后12周,钛膜下骨密度更高,牙槽嵴顶较丰满;③复合rhBMP-2组:成骨过程较早,术后6周即有较多新生骨组织出现,术后12周新骨组织与宿主骨完全融合,并与种植体表面形成广泛的骨性结合.因此,nHAC具有良好的骨引导作用,可良好地修复种植体周骨缺损,复合rhBMP-2或/和钛膜后效果更佳.     

胶原基纳米骨复合rhBMP-2及钛膜修复即刻钛种植体周围骨缺损

观察胶原基纳米骨(nHAC)复合rhBMP-2及钛膜修复犬下颌骨拔牙创即刻钛种植体周围骨缺损的效果.其实验结果表明①单纯nHAC组术后6周已有新生骨小梁形成,术后12周修复骨缺损,钛种植体边缘可见较多新骨形成;②联合钛膜组术后6周即见新生骨小梁沿钛膜生长,至术后12周,钛膜下骨密度更高,牙槽嵴顶较丰满;③复合rhBMP-2组成骨过程较早,术后6周即有较多新生骨组织出现,术后12周新骨组织与宿主骨完全融合,并与种植体表面形成广泛的骨性结合.因此,nHAC具有良好的骨引导作用,可良好地修复种植体周骨缺损,复合rhBMP-2或/和钛膜后效果更佳.     

纳米磷酸钙复合骨支架体内降解的实验研究

研究纳米磷酸钙复合氧化铝氧化镁生物玻璃骨组织工程支架在动物体内的降解特性,为进一步构建组织工程化纳米人工骨提供研究依据;本研究将合成灭菌后的纳米磷酸钙复合骨支架植入新西兰大白兔股部肌袋,并在植入4、8、12、16 w取材进行大体、组织学、电镜观察降解情况,16 w时将取出的材料煅烧,测量残余无机物含量,同时进行X线衍射实验,测量残余材料的晶相组成.结果是:合成的纳米磷酸钙复合骨支架孔隙率为80%,孔径200～450 μm,抗压强度为3.8 MPa.材料在动物体内前8 w内降解较慢,生物力学强度减低不明显,12 w后降解明显加速,强度明显减低,并有羟基磷灰石成分出现,煅烧后残余无机物最少,16 w明显新骨形成,降解残余材料分布于新形成的骨组织内部,羟基磷灰石成分明显增多.结论显示纳米磷酸钙复合骨支架具有较好的降解性、生物相容性和诱导成骨作用,可作为骨组织工程的支架材料.     

纳米羟基磷灰石/壳聚糖-明胶复合支架材料缓释基因的研究

用冷冻干燥法制备不同比例的纳米羟基磷灰石/壳聚糖-明胶(n-HA/CS-Gel)三维多孔支架材料,加入含骨形态发生蛋白-2(BMP-2)基因的质粒后再次冷冻干燥,制成具有基因缓释功能的组织工程支架材料.对支架材料的形貌结构、力学性能、体外降解特性、质粒的体外释放特性及质粒完整性进行检测.结果显示:纳米羟基磷灰石均匀分散在支架材料中,随着其含量的增加,孔隙率减少,抗压强度提高,在体外降解速度减慢.质粒DNA在体外1～3d快速释放,并能够维持释放5周以上,随着纳米羟基磷灰石含量的增加,释放时间延长,释放出的质粒DNA能够保持完整性.具有基因缓释功能的n-HA/CS-Gel支架材料是一种有望用于临床的新型骨组织工程支架材料.     

海工机械Ni-Co/SiC纳米复合镀层微观结构及耐蚀性能研究

采用扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）和X射线衍射（XRD）研究了纳米SiC颗粒对Ni-Co镀层结构和形貌的影响规律,通过EIS, Tafel电化学方法探究了Ni-Co/SiC电沉积过程及镀层的电化学腐蚀性能。结果表明,Co的加入使Ni镀层晶粒细化,孔隙率降低,并使部分结构非晶化,耐蚀性提高。纳米SiC颗粒具有促进Ni-Co合金形核长大和提高其硬度的双重作用,使Ni-Co/SiC耐磨性增强,与Ni-Co合金相比其Ecorr更正,icorr更小,Rc更大,具有优异的耐蚀性和耐磨性。Ni-Co/SiC具有更好的服役稳定性,而Ni-Co合金服役中耐蚀性降低较快。在服役过程中,镀层腐蚀过程经历了三个阶段,即浸润阶段,电解液在涂层中传输的扩散控制阶段,电解液到达基材表面后扩散速率已大于电化学速率的电化学控制阶段。Ni-Co/SiC合金具有良好的耐磨耐蚀性能,在海水多重因素交互作用下能够对海工机械提供长效防护,在海工防护领域具有良好的应用前景。     

石墨烯/纳米金刚石复合电极性能研究

为开发具有高能量密度、高功率密度和长寿命的超级电容器复合电极,将纳米金刚石(nano dia-mond,ND)经真空热处理获得石墨化纳米金刚石(graphitized nano diamond,GND),再采用超声法将不同质量比的石墨烯与GND制备成复合电极,进行电化学性能测试并分析其结构.电化学性能测试结果表明:质量...     

磁控溅射Co/AZO纳米复合薄膜的结构及光学性能

利用对靶磁控溅射交替沉积技术在不同Co靶电流下沉积Co/AZO纳米复合薄膜,并对其进行真空退火。研究了Co靶电流对薄膜的结构及光学性能的影响。结果表明,沉积态薄膜晶化程度随Co靶电流增加而降低,未发现Co的相关衍射峰;真空退火后,薄膜结晶性明显改善,0.3 A薄膜中出现了Co纳米颗粒,当Co靶电流增大到0.5 A时还发现了CoO纳米颗粒。UV-Vis光谱显示薄膜透过率随Co靶电流增加而降低,退火后透过率明显提高;光谱中还出现了高自旋态Co2+(d7)电子跃迁的3个特征吸收峰,0.2 A薄膜中尤其显著。     

机械合金化W-Ni-Fe纳米复合粉的制备及结构研究

W,Ni,Fe粉末按照91.16W6．56Ni2.26Fe和95W5Ni的成分配比进行了机械合金化(MA)．通过调整球磨转速、球磨时间等工艺参数研究了其对粉末结构的影响,并对机械合金化粉末的物相、合金化特性、晶粒尺寸、点阵畸变及粉末形貌和颗粒度作了测定和分析讨论.机械合金化使晶粒细化并产生孪晶和位错．有利于原子扩散形成过饱和固溶体和非晶；高的球磨能有利于形成非晶相、晶粒细化和点阵畸变，350r／min球磨20h后晶粒尺寸可达25nm；输入的球磨能不同．粉末粒度的变化路径不同，但都会经历长大，变小和稳定三个不同阶段.     

磷酸钙骨组织工程支架表面微纳米化改性研究

目的研究多孔磷酸钙骨组织工程支架的表面微纳米化改性。方法通过双氧水发泡法制备多孔磷酸钙骨组织工程支架,利用水热法对材料进行微纳米化表面改性。通过扫描电镜观察材料的显微结构,通过X射线衍射仪分析测试材料改性层相成分。结果材料改性处理后,孔隙率为(63±8)%,大孔孔径为(310±30)μm。材料表面及内孔壁生成羟基磷灰石微纳米晶粒或晶须,晶须长20~40μm,直径为100~300 nm。结论多孔磷酸钙陶瓷材料的内外表面经水热法处理微纳米化表面改性后,材料性能得到提升。     

纳米晶型结构对化学复合镀层性能的影响

研究了复合镀层中TiO2纳米颗粒的晶体结构对化学复合镀层的性能的影响。结果显示TiO2分别以非晶态、锐态矿型、金红石形结构纳米颗粒存在在复合镀层中,镀层的硬度耐磨性、高温抗氧化性、磁学性能和光催化性能均显著不同。     

Ni-SiC纳米复合镀工艺及性能研究

 在纯铜板上制备了含有纳米SiC的镍基复合镀层，利用扫描电镜观察镀层表面显微组织.研究了含量、阴极电流密度、pH值、温度、时间、搅拌等主要工艺参数对纳米SiC在复合电沉积中沉积量的影响.并用MM-200磨损试验机检测了所得复合镀层的耐磨性能.X-ray衍射证明镀层中存在纳米SiC粉末；纳米SiC镍基复合镀层成型工艺参数为：电流密度3 A/dm2～15 A/dm2，温度30℃～60℃，pH值3～4，超声波辅助慢速机械搅拌；最佳含量40 g/L；纳米Ni-SiC复合镀层的耐磨性能优于纳米Ni-Al2O3复合镀层及纯Cr镀层.       

Ag/TiO_2纳米复合材料的制备及结构研究

首先采用化学氧化在块体Ti表面制备出多孔纳米TiO2,随后通过高能离子束轰击实现Ag纳米粒子在TiO2表面的有效固定,最终在Ti表面制备出Ag/TiO2纳米复合材料。采用XRD、SEM及TEM手段对其进行了结构表征。结果表明,化学氧化法可制备出多孔纳米TiO2,其晶粒尺寸为10 nm左右;通过调节高能Ar离子束轰击的时间,可对TiO2晶粒尺寸进行小范围有效控制。     

Ag/ZnO纳米复合抗菌剂解团聚工艺及机制

采用沉降实验、激光粒度分布、透射电镜等手段,研究PVPK17对Ag/ZnO纳米复合抗菌剂的解团聚的影响及机制,同时采用最小抑菌浓度对解团聚前后的抗菌性能进行表征.结果表明:经PVPK:17解团聚后的Ag/ZnO纳米复合抗菌剂可在异丙醇中稳定悬浮6 d以上,分散后的Ag/ZnO纳米复合抗菌剂的平均粒度可达51.3 nm,当加入PVPK17的质量百分数为40%时达到最佳分散效果.用透射电镜观测表明,解团聚的Ag/ZnO纳米复合抗菌剂分散较好,在此基础上建立了PVPk17对Ag/ZnO纳米复合抗菌剂的解团聚模型.抗菌实验表明,分散后的Ag/ZnO纳米复合抗菌剂的MIC可达50mg/L,抗菌性能良好.     

微纳米多孔炭/TiO2的制备及性能

以炭膜包裹的形式将TiO2固载到微纳米多孔碳质材料表面,制得微纳米多孔炭/TiO2复合材料(MNC-TiO2)。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、比表面积及孔径分析仪和X射线光电子能谱对材料的结构进行表征。结果表明:当溶液的蔗糖含量为0.5%、TiO2负载量为10%,热处理温度为750℃时,复合材料具有最好的苯酚处理性能(达92.7%);炭膜包裹工艺保证TiO2均匀涂覆在MNC的外表面,抑制TiO2的晶型转变,且降低其禁带宽度;吸附–催化的协同作用机制使得MNC-TiO2对于苯酚的总体处理效果大幅提高,而不是吸附和光催化的简单叠加。     

电沉积Ni/WC-Co纳米复合镀层制备及腐蚀性能研究

利用直流电沉积方法将WC-Co双纳米颗粒和Ni复合镀于黄铜基体,采用XRD和SEM表征复合镀层相组成和表面形貌,用显微硬度计测定其硬度并用电化学方法评估镀层的耐蚀性.结果表明,与纯Ni镀层相比,纳米复合镀层中Ni平均晶粒尺寸略有降低,约为18 nm;显微硬度提高58%,约为HV 500.在3.5%NaCl溶液中纯Ni镀层自腐蚀电流密度和自腐蚀电位分别为1.467μA/cm2和-0.179 V,纳米复合镀层则分别为8.369μA/cm2和-0.265 V.Ni/WC-Co纳米复合镀层的硬度显著提高,但其耐蚀性降低.