壳聚糖涂层影响镁基生物复合材料体外降解行为的研究（英文）

针对壳聚糖涂层对镁基生物复合材料在模拟体液中的降解行为进行了研究。体外降解实验表明:在模拟体液中,经过壳聚糖涂层的镁基复合材料的浸泡腐蚀速率、体液p H值的增加等都比未涂层的材料低,同时镁基复合材料降解后释放出的金属离子的量也减少。细胞毒性试验表明经过壳聚糖涂层的镁基复合材料达到毒性评级最低级0级,也比未涂层的材料毒性更低。壳聚糖涂层对于镁基植入材料而言,减少了降解产物的不利影响,是一种针对镁基生物植入材料有效的表面涂层。     

Improving of in vitro Biodegradation Resistance in a Chitosan Coated Magnesium Bio-composite

针对壳聚糖涂层对镁基生物复合材料在模拟体液中的降解行为进行了研究。体外降解实验表明：在模拟体液中,经过壳聚糖涂层的镁基复合材料的浸泡腐蚀速率、体液pH值的增加等都比未涂层的材料低,同时镁基复合材料降解后释放出的金属离子的量也减少。细胞毒性试验表明经过壳聚糖涂层的镁基复合材料达到毒性评级最低级0级,也比未涂层的材料毒性更低。壳聚糖涂层对于镁基植入材料而言,减少了降解产物的不利影响,是一种针对镁基生物植入材料有效的表面涂层     

壳聚糖微球/磷酸钙骨水泥复合材料动物体内植入实验研究

将壳聚糖微球/磷酸钙骨水泥复合材料植入兔股骨髁内,进行大体观察和X光片观察,并分别在植入兔股骨髁内8、16和24周,取出样本进行组织学观察和环境扫描电镜观察,研究植入材料与骨组织界面的结合状况和材料在动物体内的降解过程及新骨重建生成状况,探索材料在体内的降解机制和成骨机制.结果表明:壳聚糖微球/磷酸钙骨水泥在骨组织内具有良好的生物相容、组织相容性和和骨结合性,能够与自然骨组织形成紧密的骨性结合.材料在体内具有较快的降解速度,植入24周后,80%以上材料降解,被新生骨组织替代,该材料还具有良好的可塑性和临床操作性,是一种很有临床应用前景的骨修复材料.     

壳聚糖对骨组织工程中组织修复的影响

材料植入体内必然引起宿主体的应答,促进或抑制组织愈合。由于降解材料在体内的降解产物会随时间而变,产生的宿主体应答就会不同,进而会影响组织的愈合。而促进或抑制组织愈合的机制就成为新型医用高分子材料设计和制备的理论基础。壳聚糖是理想的骨组织修复材料之一,但至今还不清楚壳聚糖体内不同降解过程对组织修复的影响机制,也就无法设计出性能优良的壳聚糖基新材料。文章没有罗列壳聚糖基生物材料在骨组织工程中应用所取得的进展,而是重点阐述了壳聚糖在骨组织工程中应用的复杂性和对组织修复的影响,探讨了壳聚糖进一步用于骨组织工程所需要解决的问题。     

可降解镁植入材料表面涂层的制备及其性能

采用浸涂法制备Mg植入材料表面聚乳酸涂层，通过选择不同相对分子质量的聚乳酸并采用硅烷偶联剂对Mg植入材料表面进行预处理，提高Mg植入材料与聚乳酸的结合力。利用扫描电镜得出浸涂时间、聚合物浓度及浸涂次数对涂层厚度的影响。发现Mg植入材料表面涂覆相对分子质量为20万的聚（乳酸-羟基乙酸）能够满足降解条件和结合力的要求。经聚乳酸表面处理的试样在Hank’s溶液中浸泡10d后，计算试样质量损失，发现表面处理后的试样质量损失明显降低。实验表明，镁表面涂覆聚乳酸涂层，可以有效提高其在模拟体液中的耐蚀性。     

表面涂层对用于骨组织工程的多孔镁支架的影响

多孔镁（Mg）支架有利于生物植入,但是由于Mg的高活性,植入后降解速度过快,不利于新骨的形成。为了有效地控制镁支架的降解,研究了3种不同表面涂层对多孔镁支架的影响。通过能量色散光谱仪（EDS）,X射线衍射（XRD）和红外傅里叶变换光谱（FTIR）证实支架表面的组成为纯Mg,氧化镁（MgO）,磷酸氢钙（DCPD）和硬脂酸（SA）。结果表明,从表面形貌可以看出,SA涂层更光滑,更致密。模拟体液（SBF）的体外降解实验表明,与未涂覆的Mg支架相比,表面涂层可以有效地减慢支架的降解,并且DCPD涂层和SA涂层优于MgO涂层。在第15周时,浸泡在SBF中的DCPD和SA涂层支架的降解率为70％,这可以为新骨的生长提供一定的时间。     

纯镁超声微弧氧化生物涂层植入体内4周的降解行为

研究纯镁及其超声微弧氧化生物涂层种植体植入动物股骨干内的短期降解过程。利用电化学工作站测定试样在模拟体液中极化曲线。术后4周,取兔股骨干的组织进行扫描电镜观察(SEM)及锥形束检测(CBCT)观察种植体降解状况。结果表明,纯镁与超声微弧氧化生物涂层都发生了降解,在骨组织表面及镁基体的表面几乎同时发生反应,在金属-骨界面形成紧密相邻的降解层、新生骨层,并可见少量的不连续的纤维结缔组织,超声微弧氧化镁生物涂层的腐蚀降解速率及对周围骨组织的刺激明显小于纯镁基体。纯镁基体及超声微弧氧化涂层试样周围的骨组织变化符合正常骨组织的愈合过程,超声微弧氧化生物涂层显示出更好的生物相容性及降解性。     

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.     

镁植入动物体内的短期效果

研究了纯镁及表面改性纯镁样品植入动物骨组织后在镁-骨界面处的降解机制以及材料对周围骨组织的影响.选择纯系日本大耳白兔,于股骨处植入样品.术后1、5周后,取出样品制作半薄切片,进行光学显微镜、扫描电镜观察.研究发现,镁棒周围新生类骨组织沉积速度很快,说明镁的腐蚀降解并没有影响骨组织修复过程.结果表明,镁在降解期间安全性较高,有较好的组织相容性.     

医用碳材料对骨组织的响应及其生物活化改性

对骨种植医用碳材料的种类、碳材料对骨组织间的响应及碳／碳复合材料表面生物活化改性研究现状进行了综述。提出了碳／碳复合材料表面生物活性改性涂层结构，认为碳／碳复合材料表面活性改性的结构应由硬质阻挡层和不降解生物活化层组成；根据目前已研究的生物活性陶瓷种类，提出了碳／碳复合材料表面生物活性涂层具体结构思路，同时展望了医用骨种植碳材料的前景。     

磷酸三钙涂层镁合金材料的体内降解及组织相容性研究

探讨新型医用金属材料磷酸三钙(β-TCP)涂层镁合金的体内降解特性和生物活性,制备β-TCP涂层镁合金(β-TCP-Mg-Al-Zn)并植入大鼠股骨骨髓腔,扫描电镜观察体内植入材料的表面微观结构及材料表面能谱,分析材料表面钙(Ca)和磷(P)元素的变化规律。结果表明,材料体内植入1~4w时,(β-TCP)-Mg-Al-Zn材料表面有大量的粘附蛋白物质;材料体内植入8w时,(β-TCP)-Mg-Al-Zn材料表面Ca和P元素含量明显高于Mg-Al-Zn材料(P<0.05);体内植入12w时,Mg-Al-Zn材料降解约33%,而(β-TCP)-Mg-Al-Zn材料降解率为17%。β-TCP涂层可有效地延缓Mg-Al-Zn镁合金的体内降解,并使Mg-Al-Zn材料表面具有良好的生物活性。     

等离子喷涂生物涂层对病理性骨缺损愈合的应用研究

患者代谢性疾病(如骨质疏松症、糖尿病、痛风等)不利于体内骨植入体与周围骨的结合。基于不同疾病患者骨折部位骨微环境的特点,采用等离子喷涂技术制备的抗氧化应激生物涂层(针对骨质疏松)、抗感染-促成骨功能的生物涂层(针对糖尿病)和骨免疫调控涂层(针对痛风)能提高骨科植入器械与骨组织接触界面处的成骨能力,是增强植入体与骨结合的有效方法。研究了骨植入生物涂层对不同病理状态下效应细胞的影响,总结了材料表面性质调控效应细胞行为以及骨形成的规律,可为新型骨植入生物涂层的设计提供依据。等离子喷涂技术制备的含氧化铈的生物抗氧化涂层,可催化分解生物体内的过量活性氧簇,保护骨细胞成骨分化能力免于氧化应激的负面影响,有利于提高骨质疏松症下骨植入体的愈合能力。具抗感染与促成骨功能的硅酸钙基生物涂层能够抑制细菌在其表面的粘附与生长,降低植入体相关感染的几率,另外,该类涂层还能促进骨细胞成骨分化与矿化,提高骨植入体的成骨能力,有望应用于骨折合并糖尿病患者。等离子喷涂钛涂层表面微纳多级结构的构建以及生物涂层中锶/硼/铈等元素的掺入,有利于提高骨免疫性能,并促进骨细胞成骨分化,可用作炎症疾病下的骨缺损修复材料。     

磷酸钙骨水泥的生物相容性

磷酸钙（α-TCP/TTCP）复合骨水泥具有良好的水硬性能，与固化液按固液比为1.50g/mL拌和后，凝固时间可调，抗压强度达45．36MPa，其水化产物为羟基磷灰石（HAP）。通过体外模拟溶解实验表明，α-TCP/TTCP骨水泥具有一定的溶解性能，通过体外实验，动物实验，结合SEM和EPMA观察表明α-TCP/TTCP骨水泥不会产生全身或局部毒性反应，对肌肉无刺激，不致溶血，凝血，不引起炎症和排斥反应等，有利于骨组织长入并与骨组织紧密接触。α-TCP/TTCP骨水泥在动物体内可继续水化硬化，且随着植入时间的延长，材料与缩主骨完全融合在一起，α-TCP/TTCP骨水泥具有优良的生物相容性和生物活性，具有一定的降解性能和较好的成骨作用，适合于作为骨缺损的填充材料。     

硅烷涂层对316L不锈钢耐腐蚀性能的影响

目的提高316L不锈钢的耐腐蚀性能。方法在316L不锈钢样品表面涂覆主要成分为1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷(BTSE)的硅烷涂层。通过电化学分析测试,评价涂覆硅烷涂层的316L不锈钢的耐蚀性,并通过扫描电子显微镜和扫描电化学显微镜对其表面形貌进行分析。结果在相同的腐蚀环境下,与未涂覆硅烷涂层的316L不锈钢样品相比,涂覆硅烷涂层样品的表面更加光滑,点蚀现象明显好转。电化学测试结果显示,涂覆硅烷涂层的316L不锈钢样品的腐蚀电位为?565.02m V,未涂覆硅烷涂层样品的腐蚀电位为?796.01 mV,前者明显高于后者,其腐蚀倾向明显减小。另外,涂覆硅烷涂层的316L不锈钢样品的腐蚀电流为2.5177μA,未涂覆硅烷涂层样品的腐蚀电流为5.4291μA,涂覆硅烷涂层样品的腐蚀电流明显更小,表现出了更好的耐腐蚀性能。通过观察扫描电化学显微镜图像可以得出,未涂覆硅烷涂层的316L不锈钢样品的电流范围为?3.144×10?9～?1.957×10?9 A,涂覆硅烷涂层的316L不锈钢样品的电流范围为?3.004×10?9～?1.975×10?9A,涂覆硅烷涂层样品的电流范围更窄,腐蚀程度明显减轻。结论在316L不锈钢表面涂覆硅烷涂层可以在一定程度上减缓样品的腐蚀程度,硅烷涂层起到了物理屏障的作用,显着提高了316L不锈钢的耐腐蚀性。     

多孔β型钛合金及其微弧氧化涂层的体内植入研究

采用球形TLM:Ti-Zr-Sn-Mo-Nb粉末松装烧结在中心件表面制备多孔件,利用微弧氧化技术在多孔件表面进行改性,并制备复合有BMP的涂层.对多孔件和微弧氧化件的表面形貌、结构和成分进行分析;通过动物体内植入实验评价β型钛合金多孔材料生物涂层周围骨组织界面的新骨形成情况.结果表明:3种表面涂层均具有良好的生物相容性,但PCI/HA和PCI/HA2种复合涂层组较PCI组有明显的骨诱导活性,具有良好的临床应用前景.     

脉冲电沉积涂覆纳米羟基磷灰石的多孔Mg-Zn支架材料的体外生物降解能力和生物相容性(英文)

研究纳米羟基磷灰石(HAP)涂覆的多孔Mg-2Zn(质量分数,%)支架材料的生物降解能力和生物相容性。采用脉冲电沉积制备羟基磷灰石涂层。对涂覆HAP的支架在碱性溶液中进行后处理来改善其生物降解性和生物相容性。研究支架和HAP涂层的显微组织和成分以及它们在模拟体液(SBF)中的降解和细胞毒性。经过碱溶液处理后的涂层由几乎垂直于基体的直径小于100 nm的针状HAP组成,具有和天然骨头相似的成分,浸泡在SBF中后,产物为HAP、(Ca,Mg)3(PO4)2和Mg(OH)2。涂覆HAP和经过处理碱处理后的支架比未涂覆HAP的支架具有更高的生物相容性和细胞存活性。MG63细胞粘附在涂覆HAP和经过碱处理后的支架的表面并增殖,使这些支架有望应用于医学。结果表明:纳米HAP的脉冲电沉积和碱处理可有效改善多孔Mg-Zn支架的生物降解能力和生物相容性。     

动物体内植入镁合金的早期实验研究

将不同形态AZ31B镁合金植入实验动物(兔子)体内,并以钛合金作对照组,研究了镁合金对实验动物的影响及其在实验动物体内的降解行为.研究结果表明,镁合金植入2周后,植入物周围有骨痂生成;8周后生成成熟的骨组织.镁合金植入并未对动物机体的循环、免疫、泌尿系统产生负面影响,体内降解产物主要为钙镁磷灰石,可经肾脏代谢,血液中的镁离子浓度在正常值范围内波动.本实验研究证明,镁合金植入动物体内在早期阶段对动物是安全的,且有诱导机体新骨生成的作用.     

医用镁合金的生物腐蚀及高分子涂层处理

利用镁及镁合金的易腐蚀性能来发展可生物降解医用金属材料.选用2种商业镁合金,通过对电化学腐蚀性能及生物相容性的研究,得出含稀土元素的镁合金更适合作医用材料;并考察了壳聚糖涂层对镁合金腐蚀性能的影响,表明壳聚糖涂层能够减缓腐蚀速率,并且处理方式不同,影响不同,为稀土镁合金作为可生物降解医用金属支架材料提供了初步的理论基础.     

HA／β-TCP双相磷酸钙陶瓷材料的生物学性能研究

研究了双相磷酸钙陶瓷在SBF中类骨磷灰石的形成，采用小鼠骨骼肌母细胞C2C12细胞系和HA／β-TCP复合培养，通过细胞增殖实验，电镜和荧光染色法观察并实施动物肌肉内植入实验，得出：材料在SBF中浸泡后有利于类骨磷灰石的沉积。细胞在HA／β-TCP支架材料上生长良好。对HA／β-TCP进行细胞毒性评价，与阴性对照组比较，样品不抑制细胞增殖，表现出良好的生物相容性。HA／β-TCP支架材料能促进细胞的增殖。动物实验表明，在体内HA／β-TCP有很好的骨形成能力。因此，实验制备的HA／β-TCP支架材料有良好的生物学性能。     

钙磷层对NiTi形状记忆合金与骨组织结合特性的影响

用化学处理的方法 ,在NiTi合金表面生成钙磷 (Ca P)层 ,再将试样植入日本大耳兔的股骨中考察其生物相容性。试验结果表明 :经表面处理的试样和骨组织结合良好 ,并能传导新生骨的形成 ,表明经处理后有良好的生物相容性。而未经处理的试样 ,在实验范围内 ,没有观察到成骨细胞的存在及新生骨的形成