静电自组装表面修饰HA/PA6膜:表征及其细胞相容性研究

通过表面改性引入活性生物分子可以用来增强材料表面的生物相容性。采用静电自组装技术将明胶和聚乙烯亚胺引入羟基磷灰石/聚酰胺6(HA/PA6)材料表面,最终获得大分子修饰的复合材料。利用水接触角测量(WCA)、X射线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)测试手段对表面改性前后HA/PA6膜的表面化学、亲水性和表面形貌进行表征。并研究了其对细胞活性的影响。结果表明,改性后膜表面的亲水性增强,粗糙度增大。体外细胞实验表明,明胶涂层后的HA/PA6表面细胞更利粘附、铺展和生长。该固定方法模拟细胞外基质组成制备出的生物活性膜能进一步满足生物医学工程需求。     

卵磷脂对生物活性玻璃表面改性的研究

采用卵磷脂对生物活性玻璃粉体表面进行改性处理, 并研究了生物活性玻璃与卵磷脂的相互作用. 热分析(TG/DSC)、傅立叶变换红外光谱（FTIR）分析表明, 卵磷脂在生物活性玻璃表面附着,通过氢键等弱键相互作用. 表面改性后的生物活性玻璃粉体与壳聚糖复合后, 复合材料的力学强度与未处理的相比有明显提高. 扫描电子显微镜(SEM)结果显示, 经处理后的生物活性玻璃粉体在壳聚糖中分散均匀, 两者结合紧密, 表明卵磷脂改性可以有效地提高生物活性玻璃粉体与壳聚糖有机基质的界面结合强度.     

聚多巴胺螯合钙离子对钛表面的修饰及修饰后的细胞相容性

通过聚多巴胺自组装在钛表面构建钙离子螯合平台, 探讨聚多巴胺的酚羟基(-C-OH)和醌基(-C=O)螯合钙离子机理, 并研究其生物学性能。利用X射线光电子能谱分析聚多巴胺螯合钙离子化学基团的变化, 结果显示: 聚多巴胺螯合钙离子后, -C-OH峰面积从73.8%降至37.3%, -C=O从26.2%升至62.7%, 证明聚多巴胺的酚羟基与钙离子螯合过程中向醌基转化; 场发射扫描电镜、傅立叶红外光谱、X射线衍射仪和透射电镜分析表明聚多巴胺和钙离子的协同作用促进羟基磷灰石(HA)前驱体成核, 诱导HA的形成; 采用小鼠成骨细胞(MC3T3-E1)粘附和活性实验进行细胞相容性评价, 结果表明钛表面通过聚多巴胺螯合低浓度的钙离子有利于成骨细胞粘附, 且具有良好的细胞相容性。     

溶胶-凝胶生物活性玻璃与胶原复合多孔支架的生物相容性研究

实验前期用冷冻干燥法合成一种溶胶?凝胶生物活性玻璃(BG/COL)与粗胶原纤维复合的组织工程支架. 本实验将支架与鼠骨髓间充质干细胞(rMSCs)共同培养, 评价支架材料的细胞相容性. 并将复合了成骨细胞的支架材料植入裸鼠皮下, 探讨其异位成骨的性能. 研究结果显示rMSCs可以在BG/COL多孔支架材料表面成功粘附、铺展、并向多孔支架内部迁移, 随着培养时间的延长, 双链DNA(ds DNA)数量增多, 细胞增殖情况与对照组差异明显. 将种在复合材料上的骨髓间充质干细胞诱导培养14d后切片染色, 其碱性磷酸酶(ALP)和钙素表达均呈强阳性. 体内植入实验的裸鼠健康状况良好, 伤口完全愈合, 6w后BG/COL周边及内部有骨组织和血管生成. 由此证明, 这种新型的复合多孔支架材料具有良好的生物相容性, 其复合了成骨细胞的组织工程骨具有良好的诱导成骨的性能, 因此这种材料是理想的应用于骨组织修复和再生的组织工程支架材料.     

壳聚糖-明胶/APTES改性生物活性玻璃复合支架的制备工艺

为改善生物活性玻璃与高分子之间的相容性,利用 APTES改性生物活性玻璃(SBG),通过冷冻干燥法制备出用于骨和软骨组织工程的壳聚糖-明胶/APTES改性生物活性玻璃(CS 2Gel/ SBG)仿生型复合多孔支架,并对其孔隙率、力学性能和显微形貌进行了表征;探讨了各组分不同含量、交联剂和冷冻温度对CS-Gel/SBG复合支架孔隙率、力学性能和显微观结构的影响。研究表明,当SBG和CS-Gel的含量分别为70和40 g·L-1,用EDC和NHS交联,-50℃急冻2h后,又在-15℃ 下冷冻10h,最后真空冷冻干燥,制备出孔隙分布均匀、孔隙率达到90 %以上、三维连通的复合多孔支架。     

硅烷偶联剂对纳米ZnO的有机表面修饰研究

利用硅烷偶联荆(LM-N308)对纳米ZnO进行了有机表面改性.采用红外光谱(IR)、热分析(TG-DTA)、高分辨透射电镜(HRTEM)、润湿性实验等对表面改性前后的纳米ZnO进行了表征.红外光谱和高分辨透射电镜结果表明,在纳米ZnO表面有LM-N308的存在,并形成了有机包覆层.润湿性实验表明,经LM-N308表面改性的纳米ZnO由亲水性变成了疏水性.     

煤粉的硅烷偶联剂表面修饰研究

为进一步改善煤粉的表面活性,利用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对煤粉进行表面修饰；对改性前后煤粉,运用红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微分析(SEM)、接触角测定仪和沉降实验等方法进行了表征.研究结果表明:KH-570与煤粉能够形成化学结合,表面修饰后的煤粉颗粒能有效阻止了颗粒的团聚,并能够均匀分散在橡胶胶体中,与胶体形成物理和化学交联结构.     

空心玻璃微珠表面处理微观分析

用硅烷偶联剂对空心玻璃微珠的表面进行了处理.用红外,热分析,电镜对空心玻璃微珠进行了观测.未经偶联剂处理的空心玻璃微珠表面的OH键含量少.未经偶联剂处理的空心玻璃微珠含水量非常微小.通过电镜观察,偶联剂剂提高了环氧树脂与空心玻璃微珠的结合程度.     

磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷表面接枝多肽改性研究

为在磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷(Apatite-Wollastonite Bioactive Glass-Ceramic, AW)表面引入能够促进细胞粘附的RGD(精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸)多肽以提高其生物活性, 采用低温等离子法在材料的表面引入活性氨基基团, 并通过浸渍法使氨基基团与多肽发生反应。采用XRD、XPS、ATR-FTIR对AW的相组成及表面改性特性进行表征, 确认通过低温等离子法在AW表面接上氨基, RGD多肽分子与氨基反应以化学键合的形式接枝到材料表面(RGD-AW), 实现了在AW表面接枝生物大分子的改性。将改性前后的材料分别与类成骨细胞(MG63细胞)混合培养并使用荧光显微镜、SEM及MTT等测试方法对材料的细胞生物学性能进行了表征。细胞实验结果表明: 接枝RGD多肽分子的材料在细胞培养的早期阶段比AW更有利于细胞的粘附及铺展。     

多巴胺表面修饰胶原膜促进细胞粘附和增殖的研究

多巴胺已经被广泛地用于材料的表面修饰改性,能够提高材料的生物相容性,赋予材料新的反应活性。为了考察多巴胺表面修饰胶原膜对其机械强度、湿热稳定性、亲水性和生物相容性的影响,对多巴胺自组装表面修饰胶原膜不同时间形成的膜材料进行研究,结果发现,经过多巴胺自组装表面修饰后,胶原保持完整的三股螺旋结构,膜材料的机械强度、湿热稳定性和亲水性均得到提高,而且成纤维细胞更易于在膜上粘附和增殖。     

Surface modification of apatite-wollastonite glass ceramic by synthetic coupling agent

In this study, lysine was introduced into the surface of apatite-wollastonite glass ceramic （AW-GC） to improve its cytocompatibility by two steps reaction procedure. Firstly, lysine connected to N-β-（aminoethyl）-y-aminopropyl trimethoxy silane （A-1120） by covalent binding of amide group. Secondly, the lysine-functionalized A-1120 was deposited on the surface of AW-GC through a silanization reaction involving a covalent attachment. FTIR spectra indicated that lysine had been immobilized onto the surface of AW-GC successfully. Bioactivity of the surface modified AW-GC was investigated by simulated body fluid （SBF）, and the in vitro cytocompatibility was evaluated by coculturing with human osteosarcoma cell MG63. The results showed that the process of hydroxyapatite layer formed on the modified material was similar to AW-GC while the mode of hydroxyapatite deposition was changed. The growth of MG63 cells showed that modifying the AW-GC surface with lysine enhances the cell adhesion and proliferation.     

纳米ATO粉体的表面改性研究

采用偶联剂对纳米ATO(氧化锡锑)粉体进行表面改性,综合考察了偶联剂的品种与用量、反应时间及反应温度对表面改性效果的影响,从而确定最佳表面改性条件.利用红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)以及光吸收率等表征手段来研究表面改性的效果及分散状况.结果表明,纳米ATO粉体表面改性的最佳条件为:选用硅烷偶联剂KH570,添加量为2份,反应水浴温度为80℃,反应5h.     

可降解生物活性玻璃丝贯穿骨水泥的制备和性能研究

以硼硅酸盐玻璃丝作为增强材料,对具有较高孔隙率的骨水泥进行补强,利用SEM对骨水泥的显微结构进行了观察和分析,并对骨水泥的力学强度进行了测试。结果表明硼酸盐玻璃降解有助于环境中HAP的生成,30d后玻璃丝与骨水泥界面良好键合形成统一体,并且30d中骨水泥力学强度处于稳步增长态势。     

硅烷类偶联剂KH-570对T-ZnOw的表面改性研究

选用硅烷类偶联剂KH-570对T-ZnOw进行湿法表面化学改性。探讨了改性条件对改性效果的影响,并采用活化指数、接触角测定、红外光谱测定等手段对改性效果作了表征。结果表明,对T-ZnOw表面改性的最适宜的条件为:pH值为6,室温下水解1h,偶联剂用量为3%,在65℃偶联2h。采用改性方法和条件,可以取得满意的改性效果,改性后的T-ZnOw分散性得到了明显改善。     

纳米SiO2表面改性研究

以乙醇为分散介质,用硅烷偶联剂γ-(2,3-环氧丙基)氧化丙基三甲氧基硅烷(KH-560)对纳米SiO2进行表面改性.讨论了偶联剂用量对SiO2改性的影响,并采用红外光谱、热失重、扫描电镜、表面羟基滴定等手段表征改性效果.结果表明,硅烷偶联剂与纳米SiO2发生化学反应并接到SiO2表面,改性后的SiO2在有机物中的分散性明显改善.     

用于合成纳米苯丙乳液的纳米TiO2表面改性及表征

研究了利用硅烷偶联剂改性纳米TiO2的方法,并通过FTIR、TEM等手段表征化学改性产物的结构和改性后纳米二氧化钛的分散性,结果表明偶联剂与二氧化钛表面发生化学偶联反应,使二氧化钛表面被偶联剂包覆,从而使二氧化钛改性产物在有机物中具有良好的分散性能.通过TEM分析用改性后的纳米TiO2原位合成的纳米TiO2/苯丙乳液复合体系具有以纳米TiO2粒子为核,以聚合物为壳的核壳结构,该乳液涂膜的耐水性达120h不泛白,硬度为H级,明显优于非纳米苯丙乳液,且具有很好的抑菌作用,可用于制备纳米水性涂料.     

纳米ATO在有机单体介质中的表面改性及分散研究

选用了多种改性剂,用超声波为分散手段,将纳米ATO粉体在有机单体介质中进行表面改性和分散,研究了改性剂种类、改性剂用量、改性时间、超声波输出功率和超声波处理时间等对纳米ATO-单体分散液稳定性的影响,探讨了纳米ATO表面改性机理.结果表明,硅烷偶联剂KH-570是纳米ATO的最佳改性剂,当其用量为纳米ATO的15%(质量分数),改性时间为24h,超声波输出功率为90%,超声波处理时间为12min时,纳米ATO-单体分散液具有最佳的分散稳定性.KH-570主要通过在纳米ATO表面水解产生硅羟基的自缩合,形成包覆改性.     

不同偶联剂对介孔分子筛MCM-41的表面修饰及对MCM-41/环氧树脂性能的影响

使用2种硅烷偶联剂(KH550和KH792)对介孔分子筛MCM-41进行表面改性,采取氮气吸附-脱附、FTIR和TGA等进行表征,并采用原位聚合法制备了MCM-41/环氧树脂复合材料,研究了偶联剂种类和MCM-41用量等对复合材料固化过程及性能的影响。结果表明:硅烷偶联剂可与MCM-41表面的硅羟基反应,在分子筛内外表面接枝上功能化基团。经表面修饰的MCM-41比表面积下降为原来的1/5,KH550在MCM-41表面接枝率仅为KH792的一半。KH550与MCM-41外表面反应得更充分,KH792对MCM-41孔道内壁的修饰效果更强。固化动力学结果表明:KH792的功能化基团有伯胺和仲胺,与环氧树脂具有更高的反应活性,但不利于环氧大分子进入孔道,仅以球形粒子的形式添加在环氧树脂中;KH550表面修饰的MCM-41可使环氧大分子进入孔道内形成互穿结构。KH550表面修饰体系更多体现出MCM-41多孔的特征,形成了有机-无机互穿结构的复合体系,大幅度提高了储能模量和玻璃化转变温度。KH792表面修饰体系则呈常规球形纳米粒子的特征,其储能模量和玻璃化转变温度较纯环氧树脂有所提高但幅度不大。     

硅烷偶联剂KH-570表面改性纳米SiO2

采用硅烷偶联剂KH-570在酸性条件下对纳米SiO2表面进行改性,并对改性前后的纳米SiO2采用粒径分析仪、傅里叶红外变换光谱仪、紫外-可见光光谱仪、扫描电镜等仪器进行了分析和表征。结果表明,硅烷偶联剂KH-570能成功地对纳米SiO2表面进行改性,使其表面化学键合了硅烷偶联剂的有机官能团,降低了颗粒团聚程度,提高了纳米SiO2在有机介质中的分散程度     

表面疏水纳米碳酸钙制备及表征

采用3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）、3-巯丙基三乙氧基硅烷（MPTES）、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）3种硅烷偶联剂,对纳米碳酸钙进行表面改性,制备了具有表面疏水性能的纳米碳酸钙。采用红外光谱仪器与接触角测定仪对玫性前后的纳米碳酸钙进行了表征与比较,结果表明：硅烷偶联剂能成功连接到纳米碳酸钙表面;3种硅烷改性剂中,KH570改性后的接触角最大,改性效果最好;表面疏水改性有助于提高纳米碳酸钙在亲油相和在有机相中的分散性能。