β-磷酸三钙/聚L-乳酸与大鼠骨膜成骨细胞复合骨修复材料的研究

采用溶液浇铸-模压成型-沥滤方法制备了β-TCP/PLLA多孔支架材料, 将支架材料与大鼠骨膜成骨细胞复合获得新型组织工程骨修复材料. 通过抗压强度及压缩模量的表征研究了支架材料的力学性能; 采用SEM观测、MTT法、碱性磷酸酶活性及骨钙素分泌量检测细胞复合材料的体外成骨特性; 通过裸鼠肌袋种植, 以组织学方法评价细胞复合材料的异位成骨能力. 结果表明: β-TCP/PLLA多孔支架材料孔隙率可调, 孔径为100～00μm, 孔道相互贯通; 材料抗压强度和压缩模量随孔隙率的增大而降低, β-TCP复合PLLA后材料的力学性能高于同孔隙率的纯PLLA多孔材料; 复合支架材料适宜骨膜成骨细胞粘附和生长, 无细胞毒性; 骨膜成骨细胞复合β-TCP/PLLA支架材料的体外成骨特性良好, 且具有体内异位成骨能力.     

碳酸氢氨制孔制备聚乳酸(PLLA)/β磷酸三钙(β-TCP)复合骨修复多孔支架材料

采用混合溶剂(氯仿,丙酮)溶解后的聚乳酸(PLLA)与β磷酸三钙(β-TCP)、制孔剂碳酸氢氨(NH4HCO3)复合,冷冻干燥成型制备聚乳酸/β磷酸三钙多孔复合支架材料.正交实验结果表明,适当比例的混合溶剂在-10℃间体积收缩干燥制备的材料具有良好的成型性能和力学强度,碳酸氢氨(粒径200～400μm)质量比为30%(wt),PLLA/β-TCP质量比为1:1时,制备的支架材料抗压强度5.6MPa,孔隙率66.3%,孔径200～400μm.得到理想的复合骨修复多孔支架材料.     

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.     

纳米缺钙羟基磷灰石/壳聚糖复合微球的原位均匀制备

针对纳米缺钙羟基磷灰石/壳聚糖(nCDHA/CS)复合微球中,nCDHA在微球中分布不均和含量不足的问题,在油包水(W/O)体系中,运用均匀沉淀法原位制备了nCDHA/CS复合微球。利用扫描电镜(SEM)、粒度分析仪、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、热重分析(TG)、X射线光电子能谱仪(XPS)等对复合微球的理化性能进行了表征。结果显示,所制得的nCDHA/CS复合微球中,nCDHA均匀分布于复合微球中,其含量高达43%;复合微球粒径分布较窄,球形度良好,分散性指数(PDI)为0.291,平均粒径18.6μm。仿生矿化结果显示,复合微球表面矿化是从nCDHA生成nHA的过程,仿生矿化14 d后,微球表面形成大量均匀的片状类骨磷灰石,表明该复合微球具有较好的生物学性能,对骨组织再生修复具有较大的潜力。     

原位共聚法制备聚DL丙交酯/β-磷酸三钙复合材料及性能研究

采用原位共聚法制备聚DL丙交酯/β-磷酸三钙(PDLLA/β-TCP)复合骨修复材料.以辛酸亚锡作引发剂,将一定比例的β-磷酸三钙与DL丙交酯(DLLA)混匀后在真空体系下开环聚合,并持续均匀振荡,得到PDLLA/β-TCP复合材料.通过扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)表征复合材料的有机-无机界面及整体复合情况;通过复合材料中PDLLA分子量及复合材料力学强度的测试考察了β-TCP的较佳加入量.研究发现:复合材料中β-TCP在PDLLA基质中分布均匀,有机-无机界面结合紧密;β-TCP比例越大,复合材料中PDLLA分子量越小;β-TCP对材料强度有增强作用,当β-TCP比例为30 wt%时,复合材料抗压强度可达99 MPa,抗弯强度可达76 MPa.     

β-磷酸三钙/硅酸钙复合生物陶瓷的制备及性能研究

以β-磷酸三钙/硅酸钙(β-TCP/CS)纳米复合粉体为原料, 制备了质量比为50:50的β-TCP/CS复合生物陶瓷. 研究表明, 1150℃烧结5h得到的样品强度最好, 其致密度>96%, 晶粒尺寸约120nm, 强度达126MPa、同人体致密骨相当; 复合陶瓷在模拟体液中浸泡1天表面就全部被类骨羟基磷灰石层覆盖住, 28天的降解率达10.1%, 具有良好的生物活性和降解性. 研究结果显示β-TCP/CS复合生物陶瓷有望作为强度较好的可降解生物活性硬组织修复材料.     

不同反应条件对原位聚合聚DL丙交酯/β-磷酸三钙复合材料强度的影响

在骨修复领域以无机钙质成分增强的聚乳酸基复合材料应用最为广泛.本文采用原位共聚法制备聚DL丙交酯/β-磷酸三钙(PDLLA/β-TCP)复合骨修复材料.以辛酸亚锡作引发剂,将一定比例的β-磷酸三钙与D L丙交酯(DLLA)混匀后在真空体系下开环聚合,并持续均匀振荡,得到PDLLA/β-TCP复合材料.研究发现,TCP的加入对材料强度有增强作用,但β-TCP的加入对PDLLA的分子量将造成不利影响.在引发剂质量分数为0.1%,150℃反应16h,β-TCP的加入量为30%条件下,材料抗压强度达95MPa,抗弯强度达69MPa.     

大鼠骨髓间充质干细胞与β-磷酸三钙/聚L-乳酸支架材料的复合

将成骨诱导前后的大鼠骨髓间充质干细胞与不同比例、不同孔径和不同孔隙率的βTCP／PLLA材料复合,通过体内体外实验研究β-磷酸三钙／聚L-乳酸（β-TCP／PLLA）的成分、孔径和孔隙率等结构参数对复合材料在体内异位成骨能力的影响．结果表明,β-TCP／PLLA成分比为2：1,致孔剂含量为70％;孔径为200-450μm的支架材料在体外更有利于细胞的生长、增殖以及分化．这种支架材料在裸鼠体内具有异位成骨的能力,成骨诱导后的大鼠骨髓间充质干细胞比没有诱导的细胞更适合作为种子细胞．     

核-壳结构硅灰石/磷酸钙多孔陶瓷微球的制备及表征

本文研究了双壳层型核-壳结构β-硅灰石/β-磷酸三钙(β-CaSiO3/β-TCP)生物活性复相陶瓷微球的制备及表征;利用添加有机微球造孔剂工艺,在内、外壳层分别构建出孔径10μm左右的多孔结构,并对其体外降解行为进行了分析。结果显示,运用自制同轴喷头微流控系统制备的生物活性复相陶瓷微球的工艺简单,微球尺寸均一,球形形态良好,经干燥、煅烧处理后陶瓷微球发生明显收缩,颗粒度维持在2.2±0.1mm。通过改变组分分布、烧结温度制度以及双壳层内部结构等实现复相陶瓷体外降解的可调节性。以上研究结果表明,该方法制备的多孔双壳层型核-壳结构复相陶瓷微球解决了组分降解速率调控问题,以及由此堆砌颗粒形成三维网络孔道演化可调可控性能,势必将在研究骨缺损修复和微球载药领域具有重要意义。     

复合微球的合成及其缓释性能的研究

采用乳化-化学交联法,以壳聚糖为原料,戊二醛为交联剂,邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为致孔剂,在乳化聚合条件下成功制备出多孔复合微球,拟将作为营养物质载体用于植物的根部吸收。通过单因素研究,得到了复合微球最佳致孔条件:壳聚糖溶液浓度为1.8%~2.0%(质量分数),O/W比例为5∶1,转速为900 r/min,乳化温度为45℃,DBP体积占O/W总体积比例为1∶7.5,浓度为50%(v/v)戊二醛体积占O/W总体积比例为1∶40。通过扫描电镜(SEM)对复合微球的形貌和结构进行分析;采用透射电镜(TEM)及element mapping检测含N、P、K复合肥成功包裹于壳聚糖微球中;利用元素分析,ICP(电感耦合等离子发射光谱)对复合微球的缓释性能进行测试与表征。研究结果表明,复合微球球形规整度良好;大部分微球直径在50μm左右;微球表面粗糙不平且有部分孔隙结构;微球释放规律符合希古契提出的Higuchi骨架模型,在132 h后释放逐渐趋于平稳,表明制备的复合微球具备良好的缓释效果。