含La羟基磷灰石生物活性膜层的制备与性能研究

采用微弧氧化法在含有乙酸钙、β-甘油磷酸钙、硝酸镧的电解液中在纯钛金属表面原位生成了多孔含La羟基磷灰石的生物涂层.用XRD、SEM、EDS、细胞培养等方法对膜层的厚度、物相、成分组成及生物相容性进行了研究.结果表明,膜层粗糙多孔,厚度在15μm左右,与钛基体之间无明显界面;膜层表面主要物相为含La的羟基磷灰石.细胞培养结果表明,膜层有良好的生物相容性.     

纯钛牙齿种植体生物活性的研究

分别利用微弧氧化(MAO)和喷砂酸蚀(SLA)技术对纯钛表面进行预处理,再经碱热处理后置于模拟体液中培养,以对其生物活性予以评价。结果表明:经微弧氧化处理后的膜层主要由锐钛矿型的TiO2构成,其表面孔径均匀,孔隙率达到12%,而喷砂酸蚀处理后的表面更为粗糙,成分也较为复杂;经碱热处理的试样均表现出较好的亲水性;碱热处理后的试样置于模拟体液中培养14天后,表面均被生长出的类骨磷灰石完全覆盖,证明其具有良好的生物活性,且生长出的缺钙型磷灰石与人体自然骨成分相似,两种预处理方式对陶瓷层生物活性的影响差异不大。     

纳米介孔生物活性玻璃的制备及研究

本文用模板法制备了一种纳米介孔生物活性玻璃,通过动态光散射和电镜对其进行了表征。同时研究了这种纳米介孔生物活性玻璃在模拟体液中的生物活性,实验结果用小角X射线衍射,傅里叶变换红外光谱和扫描电镜表征,确定这种纳米介孔生物活性玻璃在模拟体液48小时以后就能形成羟基磷灰石结晶的沉积,同时电镜观察纳米颗粒出现了团聚。用3-氨丙基-三乙氧基硅烷（APTES）将这种生物玻璃表面氨基化后,将胶原固定其上,通过细胞培养确定胶原的固定能够有效的提高细胞在这种生物活性玻璃表面的生长情况。     

钛表面微弧氧化TiO_2/HA复合层的制备

为提高钛植入体材料的生物相容性,对钛表面进行微弧氧化处理,在钛表面生成了不同形貌的羟基磷灰石(HA).在氧化时间、频率和占空比一定,电解液中钙磷比为2时,通过对不同电压微弧氧化后钛表面的氧化层进行SEM、EDS、XRD、粗糙度和接触角检测,分析电压对氧化层的形貌、元素、物相组成、表面粗糙度和润湿性的影响;对不同电压、电流、电解液浓度微弧氧化的氧化层进行SEM观察,探究电压、电流和电解液浓度对HA的形成的影响;并探讨了HA的形成速率变化.结果表明:电压、电流和电解液浓度任意两个变量固定,另一变量增加到一定值均可在钛表面生成HA,且三者任一变量增加均可提高HA在氧化层表面的形成速率;电压增加可使表面粗糙度增加,并有效减小材料表面的接触角,提高材料的润湿性.     

中空生物玻璃形貌结构及其活性研究

以聚丙烯酸(acrylic acid,PAA)为模板剂,加入氨水作为催化剂,促进正硅酸乙酯(tetraorthosilicate,TEOS)的水解,然后通过溶胶-凝胶法制备中空生物玻璃球(hollow bioactive glass,HBG);以浸泡模拟体液方法研究其生物活性。场发射电镜和透射电镜考察结果表明,所制备的生物玻璃为表面光滑、规整的球形,内部呈中空,分散性好;能谱分析显示,自组装后四水硝酸钙和磷酸三乙酯已稳定于HBG表面;体外生物活性研究显示,经过模拟体液浸泡后,HBG能够诱导类骨的羟基磷灰石在其表面沉积,表明其具有较好的生物活性。     

镁蔷薇辉石的生物活性

用溶胶-凝胶法制备出纯相镁蔷薇辉石(Ca3MgSi2O8)陶瓷,通过模拟体液浸泡和体外成骨细胞共培养对其体外生物活性进行了研究.XRD、SEM和EDS的结果表明,该陶瓷在模拟体液浸泡7 d后就在其表面沉积有碳酸羟基磷灰石(CHA),浸泡14 d后其表面出现呈蠕虫状结构结晶较好的碳酸羟基磷灰石.材料与细胞的共培养试验表明:与磷酸三钙(β-TCP)对比,该陶瓷更能促进成骨细胞的贴壁、黏附和铺展.     

碱处理多孔钛制备磷灰石涂层的研究

采用碱处理法对多孔钛表面改性,在钛基体上产生晶体钛酸钠和无定形金红石,在模拟体液中形成含有羟基磷灰石和磷酸八钙的磷灰石涂层。研究表明：经碱处理的多孔钛二周后显示较强生物活性。     

超声表面冲击对Ti6Al4V生物相容性的影响

静荷载25 N、振幅30 μm、冲击数36000次/mm2下对Ti6Al4V钛合金进行超声表面冲击强化(UNSM)处理,研究该工艺对Ti6Al4V生物相容性的影响,包括耐体液腐蚀性能、表面钙和磷元素的矿化沉积及纤维软骨细胞的早期黏附。另准备一组复合表面处理(UNSM + TiN镀膜)试样进行对比。对UNSM处理后的表面形貌、强塑性变形层、模拟体液中的极化曲线、腐蚀形貌、表面沉积物、预腐蚀两周后的疲劳行为、纤维软骨细胞的黏附等进行分析。结果表明：尽管冲击后Ti6Al4V表面的腐蚀电流密度和点腐蚀增强了,但模拟体液预浸泡两周后Ti6Al4V钛合金108周次的疲劳强度仍被显著提升;表面形成的钙磷沉积物结节显著提高;同时促进了软骨纤维细胞的早期黏附。UNSM处理后再覆盖TiN膜能进一步提升Ti6Al4V的生物相容性。     

纳米钛酸钾生物薄膜在模拟体液中的电化学腐蚀

以自行设计制备的低模量Ti-25Nb-6Zr-3Mo医用β钛合金为基体材料,采用阳极氧化与水热处理相结合的方法在该合金表面制备出纳米钛酸钾生物薄膜,并通过扫描电子显微镜、表面能谱仪和X射线衍射仪对该生物薄膜进行微结构表征.采用三电极体系,测试了纳米钛酸钾生物薄膜在模拟生理体液中的耐蚀性能.结果表明,纳米钛酸钾生物薄膜在模拟体液中表现出更好的稳定性和耐蚀性,是一种具有很好应用前景的种植体材料.     

PEO/SA生物活性玻璃支架的制备和生物活性研究

将生物活性玻璃(Bioactive glass,BG)加入聚氧化乙烯(PEO)/海藻酸钠(SA)混合水溶液中,利用静电纺丝构建生物活性玻璃纤维支架,并将纤维膜浸泡在六亚甲基二异氰酸酯(HMDI)的甲苯溶液和氯化钙(CaCl2)水溶液中交联处理,进一步将交联后的纤维膜在模拟体液(Simulated body fluid,SBF)中浸泡1、3、5d和7d;通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对其形貌结构、元素组成和晶体结构进行表征分析。研究结果表明:在交联剂中加入2%二月桂酸二丁基锡(DBTDL)作为催化剂使得纤维膜在模拟体液浸泡7d后仍能保持纤维结构,并伴随羟基磷灰石的生成,因此PEO/SA纳米纤维膜通过上述方法交联处理后具有较好的耐水性能,并具有良好的生物活性。     

镁合金环保型阳极氧化膜的耐蚀性能研究

阳极氧化能够有效地提高镁合金表面的耐腐蚀性能． 以镁合金AZ91D 为研究对象,阳极氧化 过程采用绿色环保型电解液,该电解液不含铬、氟等有毒物质,但能显著改善镁合金AZ91D 的表面 耐腐蚀性能． 对试样采用扫描电镜、浸泡实验和电化学测试等手段进行表征和分析． 分析结果表明: 生成的阳极氧化膜为致密、多孔结构,且浸泡试验和极化曲线的结果都证明此方法下制得的阳极氧 化膜能够显著的提高镁合金的表面耐腐蚀性能．     

白蛋白作用下纯镁的腐蚀行为

在模拟体液中添加牛血清白蛋白,建立生物生理环境,利用浸泡实验、电化学腐蚀实验测量纯镁的腐蚀降解行为。结果表明,白蛋白的加入抑制了纯镁在模拟体液中的腐蚀速率,并改变其阴、阳极反应过程,而且白蛋白浓度的增大会增强其抑制作用,但白蛋白的存在不会明显改变纯镁在模拟体液中的初期腐蚀类型,仍然以点蚀为主。     

微束等离子喷涂氧化锆涂层的生物活性研究

采用微束等离子喷涂(MPS)技术,在Ti-6Al-4V基体上制备了氧化钇稳定化氧化锆(YSZ)涂层,并通过观察涂层在模拟体液(SBF)中浸泡后表面磷灰石的生长情况以评估其生物活性.利用光学显微镜、SEM和XRD对浸泡前后涂层形貌、相组成进行了研究.结果表明:使用MPS方法可以制备ZrO_2涂层;XRD分析显示涂层中ZrO_2主要以四方相存在;SEM观察发现涂层表面较粗糙且存在孔隙;涂层截面的片层结构比较紧密;在SBF中浸泡4周后,涂层表面局部有磷灰石薄膜形成,说明涂层具有一定的生物活性.     

β钛合金微弧氧化膜制备及其在人体模拟液中腐蚀性能研究

采用微弧氧化技术在TiNbZrFe合金表面制备出含钙磷成分的多孔氧化膜,通过人体模拟液浸泡的方法诱导生成羟基磷灰石,并利用电化学阻抗谱（EIS）研究其在人体模拟液中浸泡不同时间后的耐腐蚀性能．结果表明,经400V电压微弧氧化后TiNbZrFe合金表面氧化膜的形貌与成分达到最优化,且明显有α-Ca3（PO4）2 相生成;α-Ca3（PO4）2 相能够起到良好的诱导生成羟基磷灰石（HA）的作用,在人体模拟液中浸泡1d后,通过XRD检测出有HA相生成,导致微弧氧化膜层表面的微孔被诱导生成物覆盖填充明显,较小微孔完全消失;随着浸泡时间的延长,经过微弧氧化膜诱导生成的HA涂层不断增厚,EIS结果表明其具有良好的隔绝渗透作用,能够阻碍腐蚀性介质在溶液和金属界面之间扩散和迁移,从而起到保护基体抗腐蚀的作用．     

丝素/海藻酸钠载药复合支架的药物缓释行为及其活性

以丝素和海藻酸钠为原材料,盐酸万古霉素为负载药物,利用冷冻干燥法制备负载盐酸万古霉素的丝素/海藻酸钠复合支架,通过扫描电子显微镜和红外光谱仪等仪器对其形貌和结构进行表征,探究丝素/海藻酸钠复合支架对盐酸万古霉素的控释能力,并通过模拟体液浸泡法来探究其样品的生物活性。结果表明:丝素/海藻酸钠复合支架均呈现出三维孔状结构,孔隙率在98%以上。在不同质量比的复合支架中,随着海藻酸钠添加比例增加,其药物缓释速率和累积释放量也有所增长;样品通过体外模拟体液浸泡后,可以观察到复合支架表面沉积了一层球状晶体的羟基磷灰石,表明样品有较好的生物活性。     

镍钛合金表面含壳聚糖的钙磷复合涂层的仿生合成

将高浓度模拟体液5×SBF与壳聚糖溶液相互结合,在预处理后的镍钛合金基体上快速形成了含壳聚糖的钙磷复合涂层。电化学测试表明,钙磷涂层复合壳聚糖以后,阳极极化曲线中的钝化区变宽,击穿电位明显升高,涂层的抗腐蚀性增强。复合涂层在单倍模拟体液SBF中浸泡4d后,SEM、EDS对涂层的测试结果表明,复合涂层具有良好的生物活性。     

镍钛合金表面含壳聚糖的钙磷复合涂层的仿生合成

将高浓度模拟体液5×SBF与壳聚糖溶液相互结合,在预处理后的镍钛合金基体上快速形成了含壳聚糖的钙磷复合涂层。电化学测试表明,钙磷涂层复合壳聚糖以后,阳极极化曲线中的钝化区变宽,击穿电位明显升高,涂层的抗腐蚀性增强。复合涂层在单倍模拟体液SBF中浸泡4d后,SEM、EDS对涂层的测试结果表明,复合涂层具有良好的生物活性。     

钛基人工骨种植体表面改性研究进展

钛及钛合金以其良好的生物相容性、合适的机械性能和物理特性而被越来越多地应用于骨科移植,表面改性是将钛及其合金应用于骨组织工程最基本的技术．作者从化学处理改性、钛表面生成钙磷陶瓷涂层改性、生物化学方法改性三个方面总结了目前钛基人工骨表面改性技术的研究现状及进展．     

钛表面处理对增强钛/瓷结合强度的影响

为了提高钛/瓷结合强度,通过不同方法对钛表面进行处理,研究了钛表面处理后钛/瓷界面组织及结合强度。试验结果表明,烤瓷前进行钛表面喷砂处理,对增强钛/瓷结合强度的影响并不显著,但对抑制钛/瓷界面裂纹的扩展起到积极作用;钛表面预氧化处理能够在钛表面形成一层均匀的氧化膜,使参与界面反应的TiO2增多,反应层增厚,但预氧化温度对钛/瓷结合强度有重要影响;钛表面磁控溅射Zr中间层能够抑制钛表面生成过厚氧化层,而中间层厚度对钛/瓷结合强度也有较大影响。     

铝合金阳极氧化电解着色工艺研究

通过正交实验确定了阳极氧化及电解着色的最优工艺条件;阳极氧化后在铝合金上形成了无色透明、均匀多孔的光滑膜层;电解着色后,膜层呈现金黄色,并对最优的着色表面进行性能评价,结果表明:膜层即色泽美观又具有很好的耐蚀性.